(57)【要約】【課題】  定着後の記録媒体を効率良く冷却することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  吸気ダクト４６から排出される空気流によってシートＳは冷却され、シートＳから熱を奪った空気は、排気ダクト４８で吸引されて外部に排気される。これにより、作像モジュール２０に送られるシートＳを効率良く冷ます。しかも、熱を奪った空気は外部に排出されるため、戻し搬送路４２近傍が暖まるのを防止でき、ひいては画像形成装置１０内の機内温度の上昇を抑制する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって未定着トナー画像が形成された前記記録媒体を加熱・加圧することにより、この未定着トナー画像を前記記録媒体に定着してトナー画像を得る定着手段と、
前記記録媒体を収容部から前記画像形成手段、定着手段を経由して排出部へと搬送する主搬送路、および前記定着手段から排出される前記記録媒体を前記画像形成手段に表裏を反転させて戻す戻し搬送路とを有する搬送手段と、
前記主搬送路のうち前記定着手段の下流側に位置した主搬送路近傍、或いは前記前記戻し搬送路近傍に設けられた冷却手段と、
前記冷却手段を制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記冷却手段は、前記記録媒体に対して空気を当てる送風手段であり、
前記制御手段は、記録媒体の特性に応じて前記送風手段の風量を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記記録媒体はシートであり、
前記制御手段は、前記シートの坪量に応じて前記冷却手段の冷却能力を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記坪量は、前記記録媒体の厚さを測定する厚さ検出手段によって検出される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記送風手段は、長手方向が前記記録媒体の搬送方向にほぼ直交する方向に延び、前記長手方向に複数の排気口が穿設され、一側に吸気ファンが設けられた吸気ダクトと、
長手方向が前記記録媒体の搬送方向にほぼ直交する方向に延び、前記長手方向に複数の吸気口が穿設され、一側に排気ファンが設けられた排気ダクトと、を備えた
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、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなど、乾式トナーを利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式等の乾式トナーを用いた画像形成装置は、未定着トナー画像が形成された記録媒体を加熱・加圧することにより、この未定着トナー画像を前記記録媒体に定着させてトナー画像を得る定着手段を備えている。この種の画像形成装置では、この定着手段が発熱源となる。
【０００３】
また、最近では画像形成装置の小型化が進み空間が狭くなっているため、機内温度が高くなりやすい。しかも、画像形成手段と最大の発熱源である定着手段との間のスペースも狭くなっているため、画像形成手段が、定着手段で発生した輻射熱の影響を受ける。例えばクリーニングユニットのトナーが固化してトナー回収機構がロックしたりするなど、画像形成手段における不具合が発生する、といった問題がある。
【０００４】
この間題に対し、発熱源の近傍に複数のフアン、ダクト遮蔽板を設けて空気流を発生させることで対処していた。（特許文献１および２）
このように、定着手段近傍に排気手段や冷却手段を設けると、定着熱が奪われるために、本来の定着機能が低下してしまい、定着装置の熱効率が悪くなるという問題がある。また、複数のフアンやダクトを設けることにより、機械内で発生した騒音が機外に漏れるという問題もある。
【０００５】
一方、記録媒体の量を減らすという環境面の配慮から、両面印刷が多く用いられている。このため、熱定着直後のシート熱が十分に冷めないままに画像形成手段に再搬送されるため、機内温度がさらに上昇する。この機内温度の上昇に伴って、画像形成手段において熱による不具合が発生する。
【０００６】
この間題に対して、ヒートパイプを用いた冷却手段により定着直後の用紙熱を冷却する構成が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開平４−５１２６２号公報
【特許文献２】特開平４−２４６６２号公報
【特許文献３】特開平４−２６００６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ヒートパイプを用いた冷却手段を追加することは、画像形成装置の大型化および複雑化を招き、さらに製造コストもアップする。しかも、昨今の小型化のニーズを鑑なみた場合、大型化が必定となるこの冷却手段は採用することができない。
【０００８】
そこで、本発明は簡単な構造で、定着後の記録媒体を効率良く冷却することのできる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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、記録媒体に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって未定着トナー画像が形成された前記記録媒体を加熱・加圧することにより、この未定着トナー画像を前記記録媒体に定着してトナー画像を得る定着手段と、前記記録媒体を収容部から前記画像形成手段、定着手段を経由して排出部へと搬送する主搬送路、および前記定着手段から排出される前記記録媒体を前記画像形成手段に表裏を反転させて戻す戻し搬送路とを有する搬送手段と、前記主搬送路のうち前記定着手段の下流側に位置した主搬送路近傍、或いは前記前記戻し搬送路近傍に設けられた冷却手段と、前記冷却手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、前記冷却手段は、前記記録媒体に対して空気を当てる送風手段であり、前記制御手段は、記録媒体の特性に応じて前記送風手段の風量を調整することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、前記記録媒体はシートであり、前記制御手段は、前記シートの坪量に応じて前記冷却手段の冷却能力を調整することを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、前記坪量は、前記記録媒体の厚さを測定する厚さ検出手段によって検出されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成において、前記送風手段は、長手方向が前記記録媒体の搬送方向にほぼ直交する方向に延び、前記長手方向に複数の排気口が穿設され、一側に吸気ファンが設けられた吸気ダクトと、長手方向が前記記録媒体の搬送方向にほぼ直交する方向に延び、前記長手方向に複数の吸気口が穿設され、一側に排気ファンが設けられた排気ダクトとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、簡単な構造で、定着後の記録媒体を効率良く冷却することにより、画像形成手段における不具合の発生を低減することができる。これにより、当該画像形成装置の小型化、高速化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の概略を示す図である。
【００１６】
同図において、画像形成装置１０は中間転写型の画像形成装置であり、画像形成装置１０の筐体１１の上方には例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ））トナー像が形成される作像モジュール２０を配設し、この作像モジュール２０の下方には多段のシートトレイ３１〜３３を配設したものである。
本実施形態による画像形成装置１０は、ユーザ端末Ｘからの印刷信号を受け、印刷を行うプリンタとして動作する。
【００１７】
ここで、作像モジュール２０は、各色成分トナー像を形成担持する感光体ドラム２１（具体的には２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）を並列配置し、各感光体ドラム２１で形成した各色成分トナー像を中間転写ベルト２２に一次転写させ、二次転写ローラ２３にてシートトレイ３１〜３３から供給される用紙等のシートＳに中間転写ベルト２２上の各色成分トナー像を二次転写させ、定着装置５０に導くようにしたものである。さらに、中間転写ベルト２２の表面を清掃するためのクリーニングユニット２４が、前記二次転写ローラ２３と反対の位置に設けられる。
【００１８】
定着装置５０は、その材質から熱遮蔽作用を有するケース５１と、このケース５１内に収容され、ヒータ５２Ａを内蔵する加熱ローラ５２と、該加熱ローラ５２に圧接される加圧ローラ５３と、を具備する。
【００１９】
また、本実施の形態において、シートトレイ３１〜３３からシートＳが搬送される搬送路４０は、作像モジュール２０の二次転写装置２３、定着装置５０を経て、当該画像形成装置１０の上面に形成されたシート排出部３５側へ向かう主搬送路４１と、この主搬送路４１の出口付近の下方側に設けられ、シートＳの表裏を反転させ、再び作像モジュール２０前の主搬送路４１に戻す戻し搬送路４２とを備えている。また、搬送路４０の経路は複数の搬送ローラ対４０Ａによって通路を形成する。
このように、搬送路４０は、シートＳをスイッチバック方式によって表裏反転させる機構を備えており、当該画像形成装置１０の両面印刷を可能にしている。
【００２０】
また、符号２５は外部から筐体１１内に空気を導入する空気導入口であり、吸気口２５はシート排出部３５側から空気を取り入れるようになっている。符号２６は筐体１１内の空気を外部に放出する空気放出ファンである。
【００２１】
さらに、戻し搬送路４２近傍には、空気流発生部４５が配置される。この空気流発生部４５は、吸気ダクト４６と、排気ダクト４８とを備える。吸気ダクト４６および排気ダクト４８は、離間寸法ｄ（例えば、約５０ｍｍ）の距離を隔てて配置される。
例えば、シートＳがハガキの場合には、離間間隔ｄは≦１４８ｍｍとし、この間隔ｄ内に吸気ダクト４６と排気ダクト４８を配置する。また、ダクト開口高さを３０ｍｍ以上にすると離間寸法ｄは最大でも７０ｍｍ程度が必要となる。
ここで、図２乃至図４に基づき、この空気流発生部４５について説明する。
吸気ダクト４６は、外形が直方体の筒状体からなるダクト本体４６Ａと、このダクト本体４６Ａの長手方向に延びる側面に、この長手方向に均等間隔で穿設された矩形状の排気口４６Ｂ，４６Ｂ…と、ダクト本体４６Ａの底面の一側に設けられ、外部の空気をダクト本体４６Ａ内に吸入する吸気ファン４７と、を備える。この吸気ファン４７は、筐体１１の一方の側面に位置する。
【００２２】
この吸気ダクト４６にあっては、吸気ファン４７を駆動することにより、ダクト本体４６Ａ内に流入された空気は、各排気口４６Ｂから戻し搬送路４２（図２および図３ではシートＳ）に向かって空気を排出する。この際、長手方向に排気口４６Ｂを複数個穿設することにより、シートＳに対して均一に空気流を当てる。
【００２３】
一方、排気ダクト４８は、外形が直方体の筒状体からなるダクト本体４８Ａと、このダクト本体４８Ａの長手方向に延びる側面に、この長手方向に均等間隔で穿設された矩形状の吸気口４８Ｂ，４８Ｂ…と、ダクト本体４８Ａの側面に設けられ、ダクト本体４８Ａ内の空気を外部に排出する排気ファン４９と、を備える。この排気ファン４９は、筐体１１の他方の側面に位置する。
【００２４】
この排気ダクト４８にあっては、排気ファン４９を駆動することにより、ダクト本体４８Ａ内の空気が外部に排出されるため、ダクト本体４８Ａ内に負圧が発生し、各吸気口４８Ｂから戻し搬送路４２（図２および図３ではシートＳ）周辺の空気を吸入する。この際、長手方向に吸気口４８Ｂを複数個穿設することにより、シートＳ側の空気を均一に吸引する。
【００２５】
吸気ダクト４６および排気ダクト４８は、各吸気口４８Ｂが戻し搬送路４２に対向すると共に、その長手方向が前記シートＳの搬送方向にほぼ直交する方向と一致する位置で、戻し搬送路４２（図２および図３ではシートＳ）に対して同じ面、即ちシートＳにトナー像が定着される面側に配置される。また、熱は上側に移動するため、吸気ダクト４６に対して排気ダクト４８が上方に配置される。
なお、吸気ファン４７および排気ファン４９は、後述する制御部６０によって駆動制御される。
【００２６】
次に、制御部６０の構成を、図５に基づいて説明する。
制御部６０は、インターフェース等の入出力部６０Ａ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０Ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０Ｃ、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０Ｄ、記憶エリア６０Ｅ等を具備する。
【００２７】
入出力部６０Ａは、その入力側に、ユーザ端末Ｘとシート厚センサ７０とが接続され、出力側には、ファン駆動回路４７Ａを介して吸気ファン４７と、ファン駆動回路４８Ａを介して排気ファン４８とが接続される。
ユーザ端末Ｘは、画像形成装置１０に印刷信号を送信する端末であり、画像形成装置１０は、この印刷信号を受けて印刷動作を開始する。
【００２８】
ＲＯＭ６０Ｃには、画像形成装置１００の動作を制御するプログラムを始め、ファン４７，４９の動作を制御するファン制御プログラム等が格納されている。ＲＡＭ６０Ｄは、前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。
【００２９】
また、記憶エリア６０Ｅには、図６に示す風量設定テーブルＦＴが記憶されている。このテーブルＦＴは、シートＳの厚さに対応したファンの回転数Ｎを規定したものである。例えば、薄いシートＳに対して強い風を当てるとシートＳが振動してしまい、厚いシートＳに弱い風を当てたのでは、熱が冷め難い。これらを踏まえて、事前にシートＳの厚さに対応した風量（吸気ファン４７の回転数）が予め決められている。
なお、ファンの回転数と風量との関係は、ファンの形状や、ダクト内外に発生する圧力等に依存するが、本実施形態では、回転数の変化が風量の変化に対応するものとする。
【００３０】
ここで、シート厚センサ７０について説明する。このシート厚センサ７０は、主搬送路４１に設けられ、搬送ローラ対４０Ａを通過する際のシートＳの厚さを検出する。この技術としては、特開平９−３４３１１号公報および特開平８−２７３０２０号公報等がある。この特開平９−３４３１１号公報は、シートを挟んだ一対のローラのうち、一方のローラの変位を光学式変位センサで測定することにより、シート厚を検出する。
特開平８−２７３０２０号公報は、シートに向けて発信器から超音波を発信し、シートを透過してきた超音波を受信器で受信し、その透過強度の変化から厚さ／坪量を測定する。
この実施形態では、公知の技術を用いてシート厚を検出する。
【００３１】
次に、図７および図８のフローチャートを参照しつつ、ファン制御処置について説明する。この処理は、通常の画像形成の処理とは別個に行われる処理であり、画像形成装置１０の電源が投入と同時に実行される。
ＣＰＵ６０Ｂは、ファンの回転数を設定する回転数設定処理を実行する（ステップＳａ１）。
ここで、図８に示す回転数設定処理は、シート厚センサ７０からシートＳの厚さｔを読み込む（ステップＳｂ１）。シート厚センサ７０からの検出信号は、シート厚センサ７０が設けられた搬送路４０の搬送ローラ対４０Ａの部分にシートＳが搬送された場合にのみ検出されるため、この回転数設定処理は、シートＳがシート厚センサ７０を通過する度に行われる。
【００３２】
次に、ＣＰＵ６０Ｂは、読み込んだシート厚ｔを基準にして、風量設定テーブルＦＴを参照してファン４７．４９の回転数Ｎを設定し（ステップＳｂ２）、この回転数ＮをＲＡＭ６０Ｄに記憶する。例えば、シート厚ｔが厚い分類に属した場合には、ファン４７，４９の回転数を高回転Ｎ１に設定する。
【００３３】
次に、図７に戻って（ステップＳｂ３）、ＣＰＵ６０Ｂは、ユーザ端末Ｘからの印刷信号が両面印刷を指示する信号であるか否かを判定する（ステップＳａ２）。片側印刷の場合（ステップＳａ２；ＮＯ）には、両面印刷の指示を受けるまで、このステップＳａ２で待機する。
一方、ＣＰＵ６０Ｂは、両面印刷の指示があった場合（ステップＳａ２；ＹＥＳ）には、ファン４７，４９をステップＳａ１で設定された回転数Ｎで回転させる（ステップＳａ３）。
これにより、吸気ファン４７は所定の風量で空気を吸入ダクト４６内に送り込み、排気ファン４９は所定の風量で排気ダクト４８内の空気を外部に排出する。
さらに、ＣＰＵ６０Ｂは、両面印刷が終了するまで（ステップＳａ４）、回転数Ｎでファン４７，４９を回転させる。
【００３４】
このように、本実施形態では、吸気ダクト４６から排出される空気流によってシートＳは冷却され、シートＳから熱を奪った空気は、排気ダクト４８で吸引されて外部に排気される。このため、再度作像モジュール２０に送られるシートＳを効率良く冷ますことができる。しかも、熱を奪った空気は外部に排出されるため、戻し搬送路４２近傍が暖まるのを防止することができ、ひいては画像形成装置１０内の機内温度の上昇を抑制することができる。また、吸気ファン４７および排気ファン４９は筐体１１の異なった側面に位置しているため、排気ファン４９から排気されるシートＳの熱を奪って暖まった空気は、吸気ファン４７側に回ることはない。
【００３５】
この実施形態では、戻し搬送路４２で戻されるシートＳを冷却することにより、十分に冷めたシートＳを作像モジュール２０に送ることができ、シートＳに未定着トナー像を正確に転写することができ、転写不良等の不具合をなくすことができる。
【００３６】
また、吸気ファン４７の回転数ＮをシートＳの厚さに基づいて設定することにより、シートＳに空気が当たる際のシートＳの撓み等を低減でき、シートＳに空気が当たることによる騒音を低減する。
【００３７】
なお、前記実施形態では、空気流発生部４５を戻し搬送路４２の途中に配置した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、定着装置５０の下流に位置した主搬送路４１に設けてもよい。この場合、定着後のシートＳを十分に冷却することができる。
この結果、高温となったシートＳのトナー画像面が搬送ローラ４０Ａ等に接触することで発生していた画像光沢ムラなどの画質欠陥を確実に防止することができる。
【００３８】
さらに、定着装置５０の下流に位置した主搬送路４１に空気流発生部４５を設けた場合であっても、実施形態と同様に、シートの特性に応じて風量を制御するようにする。これにより、OHPフイルムなどの熱容量の大きな記録媒体であっても、空気流発生部４５により冷却されて低温になった状態でシート排出部３５に排出される。この結果、融解したトナーがシート間で接着してしまうトナーブロッキングを確実に防止することができる。
【００３９】
前記実施形態では、計測したシートＳの厚さｔから吸気ファン４７の回転数を設定する場合を例示したが、予めユーザがシートＳの厚さｔ、或いは風量等を設定してもよい。また、シートＳの特性は、厚さｔに限らず、坪量、種類等に分けて回転数（風量）を設定してもよい。
また、風量設定テーブルＦＴをシートＳの厚さｔから排気ファン４８の回転数を設定するようにしてもよく、吸気ファン４７および排気ファン４８の回転数をそれぞれ設定するようにしてもよい。排気ファン４８における回転数をシートＳの厚さｔで設定する場合には、排気ダクト４６から発生する風量を弱くして、離間寸法ｄを前記実施形態よりも近づけるようにすれば、シートＳの熱を奪った空気を排気ダクト４８で積極的に吸引することができる。
【００４０】
さらにまた、空気流発生部４５を戻し搬送路４２と定着装置５０の下流に位置した主搬送路４１にそれぞれ設けてもよいことは勿論である。
画像形成装置１０は、その印刷スピードを早めるために、定着装置５０の定着温度を通常の温度（例えば、１８０℃）から高い温度（例えば、２００℃）に上げたものがある。このような装置で両面印刷を行う場合でも、シートＳの冷却を行うことにより、戻ったシートＳの熱により画像形成装置の機内温度上昇を抑えることができ、機内温度上昇によって発生する不具合を防止できる。
【００４１】
また、空気流発生部４５の吸気ダクト４６および排気ダクト４８は、上下方向に離間して配置されるものとして述べたが、これに限らず、シートＳを筐体１１の横方向に移動する部分に、空気流発生部４５の吸気ダクト４６と排気ダクト４８を配置してもよい。
さらに、空気流発生部４５は吸気ダクト４６のみ、排気ダクト４８のみのいずれか一方のみでもよい。
【００４２】
前記実施形態の画像形成装置１０は、プリンタとして機能する場合を例示したが、これに限らず、本発明は、複写機、ファクシミリ等の乾式トナーを利用した画像形成装置に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２】同実施形態に用いられる空気流発生部を示す斜視図である。
【図３】同実施形態に用いられる空気流発生部を示す図である。
【図４】同実施形態に用いられる空気流発生部を示す図である。
【図５】同実施形態による画像形成装置の制御系を示す図である。
【図６】同実施形態に用いられるテーブルを示す図である。
【図７】ファン制御処理を示す流れ図である。
【図８】回転数設定処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…画像形成装置、４０…搬送路、４１…主搬送路、４２…戻し搬送路、４５…空気流発生部、４６…吸気ダクト、４７…吸気ファン、４８…排気ダクト、４９…排気ファン、５０…定着装置、５１…ケース、５２…加熱ローラ、５２Ａ…ヒータ、５３…加圧ローラ、７０…シート厚センサ、Ｓ…シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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