(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空冷ファンと、この空冷ファンからの冷却風を所望の冷却箇所に導く冷却ダクトから成る冷却機構を備え、
画像形成後、排紙される用紙の温度分布に応じて、冷却風量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記冷却風量の制御は、前記排紙に吹き付ける冷却風を、前記用紙幅の中央付近で最大流速とし、用紙幅の両端付近で最小流速とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記冷却風の最大流速Ｖｍａｘと、最小流速Ｖｍｉｎは、
Ｖｍａｘ≧１．２×Ｖｍｉｎ
Ｖｍａｘ≦６ｍ／ｓ
の関係にあることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
ユーザが操作する可能性の高い所定の部位に対して、優先的に冷却風を配分することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記配分は、排紙に対して６０％、自動両面印刷ユニットに対して３０％、コントロールパネルに対して１０％であることを特徴とする請求項４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、画像形成装置に係り、特にユーザが操作する可能性の高い部位を冷却する冷却機構を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、用紙は定着時に加熱される。その後、用紙は搬送される際に冷却され、やがて排出される。しかし、定着から排出までの時間が十分に確保されなければ、用紙はあまり冷却されず高温のまま排出されてしまう。
【０００３】
特に、定着ユニットと排紙ユニットが近くに配置されている画像形成装置の場合、排紙温度は深刻な問題となる。
【０００４】
そこで、冷却時間の不足を補うために用紙冷却機構を備えることが、排紙用紙の温度を低減するうえで有効な手段となる。
【０００５】
排紙の冷却については、例えば、トナーが熱定着された折りミシン目のついた連続印刷用紙をテーブル上に表裏交互に折り畳んで堆積させ、前記テーブルに堆積された用紙上面をセンサで検出して前記テーブルを一定量降下させる用紙折畳装置において、前記用紙に冷却風を送る送風機及びダクトを複数組配設すると共に、前記ダクトを夫々用紙長方向に並べて配置し、各ダクトからの送風に強弱差をつけたことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２７０８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、排紙される用紙を空冷する際に、用紙全体に冷却風を吹き付けており、高温部分が十分冷やされず、排出されることがあった。特に、定着動作時の定着ユニットは高温となる。そのため、定着ユニットのまわりも当然ながら高温となる。例えば、大量の画像形成を繰り返すと、定着ユニットでの温度は、１６０〜１７０℃にも達し、何らの冷却もしない場合には、定着ユニットの出口側に配設される排紙ローラや排紙される用紙は、１００℃前後になる。このような高温に保持されると、形成された画像に排紙ロ−ラのスジが残る等の不具合が発生する。さらに、高温となった部位は直ぐには冷却されず、ジャム処理等のとき、ユーザが高温部に接触する虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、用紙全体が均一な温度分布となるように冷却するとともに、ユーザがハンドリングする可能性の高い複数の部位を冷却する冷却機構を備え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】
本発明の一実施形態によれば、空冷ファンと、この空冷ファンからの冷却風を所望の冷却箇所に導く冷却ダクトから成る冷却機構を備え、
画像形成後、排紙される用紙の温度分布に応じて、冷却風量を制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
前記冷却風量の制御は、前記排紙に吹き付ける冷却風を、前記用紙幅の中央付近で最大流速とし、用紙幅の両端付近で最小流速とすることを特徴とする。
【００１０】
また、前記冷却風の最大流速Ｖｍａｘと、最小流速Ｖｍｉｎは、
Ｖｍａｘ≧１．２×Ｖｍｉｎ
Ｖｍａｘ≦６ｍ／ｓ
の関係にあることを特徴とする。
【００１１】
さらに、ユーザが操作する可能性の高い所定の部位に対して、優先的に冷却風を配分することを特徴とする。
【００１２】
また、前記配分は、排紙に対して６０％、自動両面印刷ユニットに対して３０％、コントロールパネルに対して１０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、用紙全体が均一な温度分布となるように冷却し、ユーザがハンドリングする可能性の高い複数の部位に冷却風を送り、複数個所を同時に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の実施態様であり画像形成装置である４連タンデム方式のカラー複写機１を示す概略構成図である。図１に示すように、カラー複写機１は上方にスキャナ部２及び胴内排紙部３を備えている。カラー複写機１は、中間転写媒体である中間転写ベルト１０の下側に沿って並列配置される４組の画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃを備えている。
【００１６】
各画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃは、それぞれ像担持体である感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃを有している。中間転写ベルト１０は、耐熱性及び耐磨耗性の点から安定した材料である例えば半導電性ポリイミドで製造される。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３、２４に張架され、各画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃの上方にて、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃに対向し接触される。中間転写ベルト１０の感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃに対向する１次転写位置には、１次転写ローラ２０Ｋ〜２０Ｃにより＋１０００Ｖ程度の１次転写電圧が印可され、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ上のトナー像は中間転写ベルトに１次転写される。
【００１７】
中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ２２により支持される２次転写位置には、２次転写ローラ２６が対向して配置されている。２次転写位置にあっては、シート紙Ｐを介して２次転写ローラ２６により＋１０００Ｖ程度の２次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０上のトナー像はシート紙Ｐに２次転写される。中間転写ベルト１０の２次転写ローラ２６の下流には、ベルトクリーナ１０ａが設けられている。
【００１８】
各画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃは、それぞれ感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ周囲に、その矢印ｔ方向の回転方向に沿って帯電手段である帯電チャージャ１３Ｋ〜１３Ｃ、露光位置１７Ｋ〜１７Ｃ、現像手段である現像装置１８Ｋ〜１８Ｃ、１次転写ローラ２０Ｋ〜２０Ｃ、クリーニング手段であるクリーニング装置２１Ｋ〜２１Ｃを配置して成っている。
【００１９】
画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃは、カラー複写機１の本体のフロント側（操作者側）に引き出し可能となっている。感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ、帯電チャージャ１３Ｋ〜１３Ｃ、露光位置１７Ｋ〜１７Ｃ、現像装置１８Ｋ〜１８Ｃ、の各駆動系は、本体のリア側（操作者と対向する側）に配置されている。
【００２０】
露光位置１７Ｋ〜１７Ｃは、スキャナ部２等からの画像データに基づき、画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃの下側に配置される露光手段であるレーザ露光装置１６から照射される各色のレーザビーム８０Ｋ〜８０Ｃにより、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ上に潜像を形成する。各画像形成部１１Ｋ〜１１Ｃの帯電チャージャ１３Ｋ〜１３Ｃは、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ表面を、例えば−７００Ｖ程度に一様に全面帯電する。現像装置１８Ｋ〜１８Ｃは、現像部材であり−５００Ｖ程度の現像バイアスが印加される現像ローラ６０Ｋ〜６０Ｃにより、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃに供給する。
【００２１】
クリーニング装置２１Ｋ〜２１Ｃは、クリーニングブレード７０Ｋ〜７０Ｃにより、感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ表面の残留トナーを除去する。レーザ露光装置１６は、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームをポリゴンミラー１６ａにより感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃの軸線方向に走査し、結像レンズ系１６ｂ、各ミラー８１を経て、各感光体ドラム１２Ｋ〜１２Ｃ上に結像する。レーザ露光装置１６の各色のレーザビーム８０Ｋ〜８０Ｃの出射部には、カバーガラス８２Ｋ〜８２Ｃが設けられる。
【００２２】
カラー画像形成装置１のレーザ露光装置１６下方には、２次転写ローラ２６方向にシート紙Ｐを供給する第１及び第２の給紙カセット装置２７、２８を備えている。カラー画像形成装置１の右側には、手差しによりシート紙Ｐを給紙する手差しトレイ３０を備えている。第１及び第２の給紙カセット装置２７、２８から２次転写ローラ２６に至る間には、給紙カセット装置２７、２８内のシート紙Ｐを取り出すピックアップローラ２７ａ、２８ａ、分離ローラ２７ｂ、２８ｂ、第１及び第２の搬送ローラ３１、３２及びレジストローラ３３が設けられる。手差しトレイ３０からレジストローラ３３に達する間には、シート紙Ｐを取り出すピックアップローラ３０ａ、手差し給紙ローラ３６が設けられている。
【００２３】
給紙カセット２７、２８あるいは手差しトレイ３０から給紙されるシート紙Ｐを垂直方向に搬送する縦パス３７に沿って、２次転写ローラ２６の下流には定着装置３８が設けられる。
【００２４】
排紙部３の上面には、反転部である反転エリア４０が排紙部３とほぼ平行に設けられる。定着装置３８から排紙部３に達する排紙搬送路４１には、排紙ローラ３ａが設けられる。定着装置３８から反転エリア４０に至る反転搬送ユニット４５は、反転搬送路４６及びスイッチバックローラ４５ａを有する。
【００２５】
反転搬送路４６には、反転ガイド４６ａ、４６ｂ及びゲート４７が設けられる。スイッチバックローラ４５ａは、反転エリア４０入口に設けられ、シート紙Ｐを反転エリア４０に搬送する正回転方向と、反転エリア４０からシート紙Ｐを再搬送ユニット４８側に取り出す逆回転方向とに回転する。ゲート４７は、シート紙Ｐを反転エリア４０から再搬送ユニット４８側にガイドする。再搬送ユニット４８は、シート紙Ｐを２次転写ローラ２６方向に導く再搬送ガイド５０ａ、５０ｂ及び再搬送ローラ５１を備える。
【００２６】
図２は、本画像形成装置に組み込まれる定着ユニットから排出された排紙用紙の温度分布の概略図を示している。図２の左右方向は、用紙の排出方向を示し、上下方向は、ユーザの操作エリア側であるフロント側とユーザの操作エリア側から離れたリア側を示している。
【００２７】
図２に示されるように、高温の定着ユニットから排出直後である排紙の後端側（用紙排出方向に対して）かつ中央付近で最も高く、定着ユニットから排出後、時間の経過している用紙の先端側に行くほど低温となっている。フロント側とリア側の温度分布は、用紙の中心線に対して略線対称となっている。
【００２８】
定着方法により、温度分布は異なるが、排紙全体の温度分布を均一に冷却するためには、高温部を優先的に冷却しなければならない。
【００２９】
図３及び図４は、本実施の形態に係る冷却機構６０の概略を示したものである。冷却機構６０は、空冷ファン６１と、この空冷ファンからの冷却風を所望の冷却箇所に導く冷却ダクト６２から成り、画像形成後、排紙される用紙の温度分布に応じて、冷却風量を制御するようにしている。図４では、冷却ダクト６２にカバー６３を取り付けた状態を示し、図３では、カバーを取り外した状態を示している。空冷ファン６１は、リア側、すなわち画像形成装置の操作者側から離れた位置に配設されている。空冷ファン６１は、例えば、図３に示すように、定着ユニットに配設されている排紙ローラ６５を駆動するための排紙モータ６４の下方に位置するのが好適である。定着ユニットの斜め下方には、自動両面印刷ユニット（以下、ＡＤＵという）が配設されている。両面印刷の場合には、用紙は定着ユニットを２回通ることになり、片面印刷の場合よりも、用紙はより高温になる。
【００３０】
このように、定着ユニットの近傍、特に、排紙、ＡＤＵ、コントロールパネルは高温となり、しかもユーザが触れる可能性が高い。ユーザフレンドリーの立場からは、冷却の優先度は、この順番となる。
【００３１】
一般的に、冷却能力の大きさは、風量と流速の積で決まるので、例えば、冷却風の配分比を、排紙に対して６０％、ＡＤＵに対して３０％、コントロールパネルに対して１０％とするのが、好適である。
【００３２】
本実施形態では、空冷ファン６１からの冷却風を受け、リア側からフロント側に導く冷却ダクト６２が、定着ユニット（図示せず）の上方に配設されている。したがって、冷却ダクト６２は、定着ユニットから繰り出される用紙の排出方向に略直交している。
【００３３】
冷却ダクト６２は、例えば、角形の筒状に形成され、風の排出口の位置を変更することにより、冷却位置を変えることができる。排出口の大きさや流路を変更することで、風量を可変する。このことにより、ユーザがハンドリングする可能性の高い特定の部位に対して優先的に冷却風を送ることができる。
【００３４】
図５は、冷却ダクトにおける排気位置と冷却風の流速の関係を示している。フロント側、すなわち画像形成装置の操作者側に近い排気位置では小さな流速で、用紙の中央付近の排気位置で最も速い流速となっている。
【００３５】
図３に示すように、冷却ダクト６２には、長手方向に角穴６２ａが複数個、形成されている。これらの角穴６２ａの下には、排紙ローラ６５が見えている。冷却風を排紙ローラ６５に当て、効果的に排紙を冷却するには、冷却ダクト６２の中を山なりに流れるようにするのが好適である。そこで、角穴６２ａの位置は、各排紙ローラ６５の直上にはなく、排紙ローラ６５よりも若干リア側にシフトしている。
【００３６】
冷却ダクト６２のフロント側には、冷却風をＡＤＵに向けて放出するための開口６２ｂと、ユーザが操作するコントロールパネル（図示せず）の裏側に向けて放出するための開口６２ｃが、それぞれ形成されている。
【００３７】
本発明者の実測データによれば、図５に示される流速の最大値をＶｍａｘ、最小値をＶｍｉｎとすると、次式の関係にあるのが好適であると判った。
【００３８】
Ｖｍａｘ≧１．２×Ｖｍｉｎ・・・（１）
Ｖｍａｘ≦６ｍ／ｓ・・・（２）
これら条件を満たすことにより、効果的に排紙を冷却することができる。例えば、片面印刷後の排紙で７０℃以下、両面印刷後の排紙で７５℃以下に冷却でき、これらの温度であれば、ユーザのハンドリングに際しても、著しい不快感を与えることがない。最大流速も、上記範囲であれば、排紙の整列性が確保することができる。
【００３９】
上記した実施の形態によれば、ユーザがハンドリングする可能性の高い複数の部位に冷却風を送り、複数個所を同時に冷却することができる。
【００４０】
また、冷却機構を冷却ファンと冷却ダクトで構成しているので、リア側に配置された排紙部の駆動モータを冷却し、さらにその廃熱を利用して排紙を空冷できることができる。
【００４１】
本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー複写機を示す概略構成図である。
【図２】定着ユニットから排出された排紙用紙の温度分布の概略図である。
【図３】冷却機構の概略を示す図である。
【図４】冷却機構の概略を示す図である。
【図５】冷却ダクトにおける排気位置と冷却風の流速の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
６０・・・冷却機構、６１・・・空冷ファン、６２・・・冷却ダクト、６３・・カバー、６４・・・排紙モータ、６５・・・排紙ローラ。
【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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