(57)【要約】  【課題】  高い加熱効率で感光体ドラムを直接加熱する構造を提案し、画像流れの原因となる感光体ドラム表面での水分の発生を防止する。  【解決手段】  定着部３０のハウジング３１の、前面側端部３１ａには排熱ファン４０を、背面側端部３１ｂには吸気口４１を設ける。排熱ファン４０の、熱風の移動方向下流側には、排熱ファン４０に連結するとともに感光体ドラム２１内部にまで続く排熱ダクト４２を設ける。排熱ダクト４２は、感光体ドラム２１内部において軸線方向に延びている。感光体ドラム２１の内部においては、排熱ダクト４２から感光体ドラム２１内面に向かって放射状に突出するとともに、感光体ドラム２１の軸線方向に間隔を空けて配置された複数の吹き出しノズル４３を設ける。全ての吹き出しノズル４３の先端には、感光体ドラム２１内面に近接し、その内面に熱風を直接吹き当てる吹き出し口４４を設ける。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、定着部とを備え、感光体ドラム表面に現像されたトナー像を用紙に転写し、定着させる画像形成装置において、
前記定着部の熱を逃がす排熱ファンと、この排熱ファンから延びて前記感光体ドラム内部に、感光体ドラムの軸線方向に続く排熱ダクトと、感光体ドラム内部に設けられ、排熱ダクトから感光体ドラム内面に向かって放射状に突出するとともに、感光体ドラムの軸線方向に間隔を空けて配置された複数の吹き出しノズルと、これらの吹き出しノズルの先端に設けられ、感光体ドラム内面に近接する吹き出し口とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記吹き出しノズルが、前記排熱ダクト上の、前記感光体ドラムの軸線方向と直角をなす同一平面の箇所において、感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出する複数の前記吹き出しノズルの組が、感光体ドラムの軸線方向に隣接する他の吹き出しノズルの組と、感光体ドラムの回転方向に角度をずらして配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吹き出しノズルが、前記排熱ダクト内を流れる熱風の移動方向下流側に向かって傾斜する形で設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吹き出し口が、前記感光体ドラムの回転方向を向くように設けられることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。この感光体ドラムの表面が所定電位で一様に帯電せしめられ、その表面にＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像することによってトナー像が形成される。
【０００３】
このような感光体ドラムにおいて、特にアモルファスシリコン感光体を用いた場合、使用環境が高湿度であると、感光体ドラム表面に形成された放電生成物が水分を吸着し、トナー像が乱れる画像流れの発生が多いことが知られている。画像流れの発生を防ぐためには、感光体ドラム表面で水分が発生しないようにする、或いは感光体ドラム表面に形成され水分を吸着した放電生成物を除去する必要がある。このうち、感光体ドラム表面に水分が発生しないようにする方法には、従来、ヒータを感光体ドラム内周面に設ける方法や、熱風を感光体ドラム内部に送り込む方法等が提案されている。この熱風を感光体ドラム内部に送り込む方法の例を、特許文献１、及び２に見ることができる。
【特許文献１】特開平１０−２５４３３０号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】実開昭６０−８２６５７号公報（第１頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体ドラムと、定着ユニットと、機外とに通じるダクトを備え、このダクト内に設けられた複数のファンを制御して定着ユニットで生じる熱を感光体ドラム内に導くことにより、感光体ドラムを所定の温度に保持してドラム表面に結露が発生しないようにしている。しかしながら、この方法では、大型のダクトと、複数のファンとを必要とするので部品点数が多くなり、大幅なコストアップ、占有スペースの拡大、消費電力の増加という問題が生じてしまう。また、単に熱風を感光体ドラム内に導いているだけなので、感光体ドラムに対して高い加熱効率が得られるかどうか期待できない。
【０００５】
特許文献２に記載の複写機における感光体ドラムの加熱機構は、熱定着域の熱風を感光体ドラム内部に備えられた中空軸に送風し、中空軸に設けられた多数の小孔から感光体ドラムの内部空間に熱風を送り出して感光体ドラムを加熱するものである。しかしながら、この方法では、中空軸から送り出された熱風が、直接感光体ドラム内面に当たるわけではなく、内面に届くまでに時間が掛かるので、感光体ドラムの温度上昇が遅く、温度調整に多くの時間を必要とする。これにより、加熱効率も悪くなるので、消費電力が多く、ランニングコストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、加熱時間の短縮、及び消費電力の低減が可能で、高い加熱効率で感光体ドラムを直接加熱する構造を提案し、画像流れの原因となる感光体ドラム表面での水分の発生を防止することができる高性能な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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、感光体ドラムと、定着部とを備え、感光体ドラム表面に現像されたトナー像を用紙に転写し、定着させる画像形成装置において、前記定着部の熱を逃がす排熱ファンと、この排熱ファンから延びて前記感光体ドラム内部に、感光体ドラムの軸線方向に続く排熱ダクトと、感光体ドラム内部に設けられ、排熱ダクトから感光体ドラム内面に向かって放射状に突出するとともに、感光体ドラムの軸線方向に間隔を空けて配置された複数の吹き出しノズルと、これらの吹き出しノズルの先端に設けられ、感光体ドラム内面に近接する吹き出し口とを備えることとした。
【０００８】
また、複数の前記吹き出しノズルが、前記排熱ダクト上の、前記感光体ドラムの軸線方向と直角をなす同一平面の箇所において、感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出することとした。
【０００９】
また、前記感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出する複数の前記吹き出しノズルの組が、感光体ドラムの軸線方向に隣接する他の吹き出しノズルの組と、感光体ドラムの回転方向に角度をずらして配置されることとした。
【００１０】
また、前記吹き出しノズルが、前記排熱ダクト内を流れる熱風の移動方向下流側に向かって傾斜する形で設けられることとした。
【００１１】
また、前記吹き出し口が、前記感光体ドラムの回転方向を向くように設けられることとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、定着部の熱を逃がす排熱ファンと、この排熱ファンから延びて感光体ドラム内部に続く排熱ダクトと、感光体ドラム内部に設けられ、排熱ダクトから感光体ドラム内面に向かって放射状に突出するとともに、感光体ドラムの軸線方向に間隔を空けて配置された複数の吹き出しノズルと、これらの吹き出しノズルの先端に設けられ、感光体ドラム内面に近接する吹き出し口とを備えることとしたので、定着部から感光体ドラム内部に送り込まれた熱風を、感光体ドラム内面に直接吹き当てることができる。これにより、高い加熱効率が得られ、加熱時間の短縮、及び消費電力の低減が可能である。また、感光体ドラムをいつでも直接加熱できるので、感光体ドラムの温度下降に迅速に対応できる。したがって、感光体ドラムの温度変動を少なくすることができ、感光体ドラムを好適な温度に容易に保持することが可能である。このような構造にて感光体ドラムを加熱することにより、画像流れの原因となる感光体ドラム表面での水分の発生を防止することが可能である。
【００１３】
また、複数の吹き出しノズルが、排熱ダクト上の、感光体ドラムの軸線方向と直角をなす同一平面の箇所において、感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出することとしたので、感光体ドラム内部で、感光体ドラムの回転方向における温度ムラの発生を防止することができる。これにより、さらに高い加熱効率で感光体ドラムを加熱することが可能である。
【００１４】
また、感光体ドラムの回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出する複数の吹き出しノズルの組が、感光体ドラムの軸線方向に隣接する他の吹き出しノズルの組と、感光体ドラムの回転方向に角度をずらして配置されることとしたので、感光体ドラム内部で、感光体ドラムの軸線方向における温度ムラの発生を防止することが可能である。これにより、感光体ドラムの加熱効率がさらに高められる。
【００１５】
また、吹き出しノズルが、排熱ダクト内を流れる熱風の移動方向下流側に向かって傾斜する形で設けられることとしたので、排熱ダクトから、吹き出しノズル、及び吹き出し口に向かって熱風をスムーズに流すことができる。したがって、感光体ドラム内面まで熱風を迅速に送ることができ、加熱時間の短縮、及び消費電力の低減の効果をさらに高めることが可能となる。
【００１６】
また、吹き出し口が、感光体ドラムの回転方向を向くように設けられることとしたので、感光体ドラム内部において、常時一定の方向に熱風が流れることになる。したがって、感光体ドラムの回転方向における温度ムラの発生を防止する効果がさらにあがり、高い加熱効率を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づき説明する。
【００１８】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像から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。
【００２５】
転写部１０の下流側には、定着部３０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３０へと送られ、熱ローラによりトナー像が定着される。
【００２６】
定着部３０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１１が備えられている。定着部３０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１１から機外の用紙受けトレイに排出される。
【００２７】
画像形成部２０から排出・分岐部１１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１２が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部３０から排出された用紙Ｐが、排出・分岐部１１を通って両面印刷用ユニット１２へと送られる。両面印刷用ユニット１２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。
【００２８】
続いて、画像形成装置１に備えられた画像形成部２０、及び定着部３０の構造について、図１に加えて、図２〜図５を用いて説明する。図２は画像形成部、及び定着部周辺の概略構造を示す模型的部分上面図、図３は感光体ドラムの模型的水平断面上面図、図４は図３に示す感光体ドラムのＩＶ−ＩＶ線における模型的垂直断面正面図、図５は感光体ドラムの一端を示す模型的部分斜視図である。なお、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。
【００２９】
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、現像装置２２と、クリーニング装置２３とが設けられている。
【００３０】
図２に示すように、定着部３０のハウジング３１の、画像形成装置１前面側の端部３１ａには排熱ファン４０が、背面側の端部３１ｂには吸気口４１が備えられている。排熱ファン４０、及び吸気口４１は、ハウジング３１の内部空間に連通している。吸気口４１は、画像形成装置１の本体２の背面パネル１３に連結され、画像形成装置１の外部の空気をハウジング３１の内部に導入することができる。そして、排熱ファン４０を駆動することにより、定着部３０で発生し、ハウジング３１内部にこもる熱を、画像形成装置１前面側に吸い出して逃がすことが可能である。
【００３１】
図２、及び図３に示すように、排熱ファン４０の、熱風の移動方向下流側には、排熱ファン４０に連結して、排熱ダクト４２が備えられている。この排熱ダクト４２は、排熱ファン４０から延びて、感光体ドラム２１内部にまで続いている。排熱ダクト４２は、感光体ドラム２１の、画像形成装置１前面側の端部２１ａから感光体ドラム２１内部に進入し、背面側の端部２１ｂまで軸線方向に延びている。排熱ダクト４２は、感光体ドラム２１の軸線の箇所に配置されている。排熱ダクト４２は、図３に示すように、感光体ドラム２１の内部において、感光体ドラム２１の前面側端部２１ａと、背面側端部２１ｂとに設けられた軸受け２４を介して支持されている。これにより、画像形成動作を行う時に感光体ドラム２１が回転しても、排熱ダクト４２が同様に回転することはない。
【００３２】
図３に示すように、感光体ドラム２１の内部において、排熱ダクト４２から感光体ドラム２１内面に向かって、複数の吹き出しノズル４３が放射状に突出している。図４に示すように、排熱ダクト４２上の、感光体ドラム２１の軸線方向と直角をなす同一垂直平面の箇所において、３個の吹き出しノズル４３が、感光体ドラム２１の回転方向（図４矢印Ａ）に互いに１２０°の角度を隔てて放射状に突出している。そして、この３個１組の吹き出しノズル４３が、図３、及び図４に示すように、感光体ドラム２１の軸線方向に所定の間隔を空けて配置され、その軸線方向に隣接する他の吹き出しノズル４３の組と、感光体ドラム２１の回転方向に角度を６０°ずらして配置されている。また、吹き出しノズル４３は、排熱ダクト４２内を流れる熱風の移動方向下流側に向かって、すなわち感光体ドラム２１の前面側から背面側に向かって、傾斜する形で設けられている。
【００３３】
図４に示すように、全ての吹き出しノズル４３の先端であって、感光体ドラム２１の内面に近接する箇所には、吹き出し口４４が設けられている。吹き出し口４４は、感光体ドラム２１の回転方向を向くように設けられている。定着部３０で発生し、排熱ダクト４２と吹き出しノズル４３とを通って流れてきた熱風は、吹き出し口４４から感光体ドラム２１の内面に吹き当てられる。
【００３４】
図３、及び図５に示すように、感光体ドラム２１の背面側端部２１ｂには、複数の小孔２５が設けられている。この小孔２５は、感光体ドラム２１の内部から画像形成装置１背面方向に、感光体ドラム２１の外部まで貫通している。
【００３５】
図３に示すように、感光体ドラム２１の背面側端部２１ｂのさらに後方には、画像形成装置１の本体２の背面パネル１３に連結された排気口４５が設けられている。吹き出しノズル４３により感光体ドラム２１の内面に吹き当てられた熱風は、複数の小孔２５から感光体ドラム２１の外部に排出され、さらに排気口４５から画像形成装置１の外部へと排出される。
【００３６】
上記のようにして、画像形成装置１は、定着部３０の熱を逃がす排熱ファン４０と、この排熱ファン４０から延びて感光体ドラム２１内部に、感光体ドラム２１の軸線方向に続く排熱ダクト４２と、感光体ドラム２１内部に設けられ、排熱ダクト４２から感光体ドラム２１内面に向かって放射状に突出するとともに、感光体ドラム２１の軸線方向に間隔を空けて配置された複数の吹き出しノズル４３と、これらの吹き出しノズル４３の先端に設けられ、感光体ドラム２１内面に近接する吹き出し口４４とを備えるので、定着部３０から感光体ドラム２１内部に送り込まれた熱風を、感光体ドラム２１内面に直接吹き当てることができる。これにより、高い加熱効率が得られ、加熱時間の短縮、及び消費電力の低減が可能である。また、感光体ドラム２１をいつでも直接加熱できるので、感光体ドラム２１の温度下降に迅速に対応できる。したがって、感光体ドラム２１の温度変動を少なくすることができ、感光体ドラム２１を好適な温度に容易に保持することが可能である。このような構造にて感光体ドラム２１を加熱することにより、画像流れの原因となる感光体ドラム２１表面での水分の発生を防止することが可能である。
【００３７】
また、複数の吹き出しノズル４３が、排熱ダクト４２上の、感光体ドラム２１の軸線方向と直角をなす同一平面の箇所において、感光体ドラム２１の回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出するので、感光体ドラム２１内部で、感光体ドラム２１の回転方向における温度ムラの発生を防止することができる。これにより、さらに高い加熱効率で感光体ドラムを加熱することが可能である。
【００３８】
そして、感光体ドラム２１の回転方向に互いに等しい角度を隔てて放射状に突出する上記複数の吹き出しノズル４３の組が、感光体ドラム２１の軸線方向に隣接する他の吹き出しノズル４３の組と、感光体ドラム２１の回転方向に角度をずらして配置されるので、感光体ドラム２１内部で、感光体ドラム２１の軸線方向における温度ムラの発生を防止することが可能である。これにより、感光体ドラム２１の加熱効率がさらに高められる。
【００３９】
さらに、吹き出しノズル４３が、排熱ダクト４２内を流れる熱風の移動方向下流側に向かって傾斜する形で設けられるので、排熱ダクト４２から、吹き出しノズル４３、及び吹き出し口４４に向かって熱風をスムーズに流すことができる。したがって、感光体ドラム２１内面まで熱風を迅速に送ることができ、加熱時間の短縮、及び消費電力の低減の効果をさらに高めることが可能となる。
【００４０】
また、吹き出し口４４が、感光体ドラム２１の回転方向を向くように設けられるので、感光体ドラム２１内部において、常時一定の方向に熱風が流れることになる。したがって、感光体ドラム２１の回転方向における温度ムラの発生を防止する効果がさらにあがり、高い加熱効率を得ることが可能になる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１について、図６を用いてその構造を説明する。図６は、画像形成装置に備えられた感光体ドラムの模型的垂直断面正面図である。なお、この実施形態に基本的な構成は、前記図１〜図５に示した第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。
【００４２】
図６に示すように、第２の実施形態においては、感光体ドラム２１の内面に、感光体ドラム２１を暖めるヒータ５０が備えられている。ヒータ５０は、柔軟性のあるシート状をなし、感光体ドラム２１の曲率に合わせてその内面に密着せしめられている。排熱ダクト４２、及び吹き出しノズル４３は、このヒータ５０の内側に備えられている。
【００４３】
第２の実施形態では、画像流れの原因となる感光体ドラム２１表面での水分の発生を防止するために、主としてヒータ５０を使用して感光体ドラム２１が暖められる。このような場合に、定着部３０から画像形成部２０にかけて排熱ダクト４２、及び吹き出しノズル４３を配置して、定着部３０で生じる熱風を感光体ドラム２１内面に直接吹き当てることにより、感光体ドラム２１の加熱効率がさらに高められる。すなわち、ヒータ５０の使用と、感光体ドラム２１内面への熱風吹き当てとにより、加熱時間の短縮の効果をさらに高めることが可能となる。また、ヒータ５０の使用頻度の削減や、低出力のヒータへの変更により、消費電力の低減の効果をさらに高めることが可能となる。
【００４４】
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】
【００４５】
本発明は、感光体ドラムのような像担持体を使用した電子写真方式の画像形成装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面正面図である。
【図２】図１に示す画像形成部、及び定着部周辺の模型的部分上面図である。
【図３】図２に示す感光体ドラムの模型的水平断面上面図である。
【図４】図３に示す感光体ドラムのＩＶ−ＩＶ線における模型的垂直断面正面図である。
【図５】図２に示す感光体ドラムの一端を示す模型的部分斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムの模型的垂直断面正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    画像形成装置
２    本体
１３  背面パネル
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム
２５  小孔
３０  定着部
３１  ハウジング
４０  排熱ファン
４１  吸気口
４２  排熱ダクト
４３  吹き出しノズル
４４  吹き出し口
４５  排気口
５０  ヒータ
【図１】
2006065190.tif 000003
【図２】
2006065190.tif 000004
【図３】
2006065190.tif 000005
【図４】
2006065190.tif 000006
【図５】
2006065190.tif 000007
【図６】
2006065190.tif 000008