(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0004434590.tif 000002
【図２】
0004434590.tif 000003
【図３】
0004434590.tif 000004
【図４】
0004434590.tif 000005
【図５】
0004434590.tif 000006