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発明の名称 画像形成装置内の空気流制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−84781
公開日 平成11年(1999)3月30日
出願番号 特願平9−246992
出願日 平成9年(1997)9月11日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一
発明者 小杉山 乙矢 / 邑口 栄章 / 鈴木 雅隆 / 堀岡 岳志
要約 目的
大型の冷却ファンやダクトを用いることなく、転写材を常に安定して搬送することができる画像形成装置内の空気流制御方法を提供すること。

構成
画像形成装置内に設置される角形冷却ファンとして側面に穴が開けられた側面穴開きファン20を用い、該側面穴開きファン20の側面から吸い込まれる第1の空気流(図示矢印B方向の流れ)と、同穴開きファン20の回転軸に略平行な第2の空気流(図示矢印A方向の流れ)を転写材Sの搬送の制御に用いる。本発明によれば、側面穴開きファン20によって発生する2種類の空気流を転写材Sのサイズに応じて使い分けることによって、大型の冷却ファンやダクトを用いることなく、転写材Sを搬送ガイド12に沿って常に安定して搬送することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 画像形成装置内に設置される角形冷却ファンとして側面に穴が開けられた側面穴開きファンを用い、該側面穴開きファンの側面から吸い込まれる第1の空気流と、同穴開きファンの回転軸に略平行な第2の空気流を転写材の搬送の制御に用いることを特徴とする画像形成装置内の空気流制御方法。
【請求項2】 前記側面穴開きファンの前記第1及び第2の空気流の流路を形成する風切り板を設け、前記第1及び第2の空気流を転写材を搬送ガイドに引き付けるために用いることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置内の空気流制御方法。
【請求項3】 前記第1の空気流を画像形成装置が搬送可能な最大サイズの転写材の端部領域に導き、前記第2の空気流を最大サイズの転写材の中央部及び小サイズの転写材に導くことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置内の空気流制御方法。
【請求項4】 前記第1及び第2の空気流の一方を転写材の搬送路に導き、他方を定着手段周辺に導くことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置内の空気流制御方法。
【請求項5】 前記側面穴開きファンの4つの側面に開口する穴を選択的に遮蔽することを特徴とする請求項1〜3又は4記載の画像形成装置内の空気流制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却ファンを利用して機内温度を制御する画像形成装置において、側面穴開きファンを利用して転写材の搬送を制御する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冷却ファンで発生する空気流を転写材の搬送の補助手段として利用する画像形成装置をレーザービームプリンタを例として図8乃至図10に基づいて説明する。尚、図8はレーザービームプリンタの断面図、図9は角形冷却ファンの斜視図、図10は冷却ファンが回転したときに得られる風の流れを冷却ファンの側面から見た図である。
【0003】図9に示すように従来の角形冷却ファン120は側面に穴が形成されておらず、このような角形冷却ファン120においては、図10に矢印にて示すように風はプロペラ120aの軸120bを中心として下流に進むに連れて拡散し、又、冷却ファン120の側面周辺には空気流が発生しない。
【0004】ここで、レーザービームプリンタの概略構成を図8に基づいて説明すると、同図において、1は画像形成装置本体、2は給紙カセット、3は給紙ローラ、4はレジストローラ、6は感光ドラム、7は転写ローラ、8はスキャナユニット、10はカートリッジであり、カートリッジ10は前記感光ドラム6の他に不図示の現像器や帯電器等を組み込んでユニットとして構成されている。
【0005】又、11は定着器であり、この定着器11は定着ローラ11−1と加圧ローラ11−2及び定着ローラ11−1と加圧ローラ11−2のニップに転写材Sの先端を導くための入口ガイド11−3を有している。12は転写材Sの搬送ガイドであり、これには空気が通過できるように穴が設けられている。120は画像形成装置本体1の左側側面のフレーム部に装着されている角形冷却ファンである。
【0006】而して、先ず、給紙カセット2に積載された転写材Sは所定のタイミングで給紙ローラ3が回転することによって1枚ずつ給紙され、カートリッジ10まで搬送される。そして、レジストローラ4へ送られた転写材Sは、所定のタイミングによって感光ドラム6と転写ローラ7の間へ送られる。
【0007】ところで、カートリッジ10内の感光ドラム6にはクリーニング、帯電等の電子写真プロセスが施され、その後、スキャナユニット8からのレーザー光によって感光ドラム6上に潜像が形成され、この潜像にトナーが付着されて潜像がトナー像として現像される。そして、転写ローラ7により感光ドラム6上のトナー像が転写材Sに転写される。
【0008】トナー像の転写を受けた転写材Sは、感光ドラム6と転写ローラ7の搬送力によって搬送ガイド12に沿って搬送されて定着器11に送られ、定着器11においてトナー像の定着を受ける。そして、トナー像の定着を受けた転写材Sは、排紙部の搬送路及び不図示の排紙ローラ対を経て画像形成装置本体1から排出され、不図示の積載トレイ上に積載される。
【0009】以上一連のプロセスを経て一般的な印字が終了するが、この印字プロセスにおいて電子写真プロセスは垂直な搬送部で行われる。そして、転写プロセスが行われるまでは転写材Sはレジストローラ4に挟まれて搬送され、又、転写プロセスも感光ドラム6と転写ローラ7に挟まれたニップ部で行われるため、転写材Sには十分な搬送力が与えられ、且つ、搬送される位置も安定している。
【0010】一方、転写プロセス後、定着プロセスが完了するまでは未定着のトナーが転写材S上に静電気で吸着されているため、印字面から物理的な力を加えて転写材Sを搬送することはできない。又、搬送路がほぼ垂直であるために重力による転写材Sを搬送路に引き付ける力は殆ど発生しない。
【0011】そこで、搬送路近傍に角形冷却ファン120を設け、搬送路側へ転写材Sを引き付ける方向の空気流を発生させて転写材Sを搬送ガイド12に沿わせて搬送させている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の方法には以下のような問題があった。
【0013】即ち、第1に、転写材Sの幅は小さいものから大きいものまであり、一般に転写材Sの幅は角形冷却ファン120の開口部の幅より大きい。この場合、転写材Sの端部では空気流が少ないために十分な搬送位置の制御が行われず、転写材Sの先端が定着ニップ部に導かれない場合がある。転写材Sの先端がその全幅において同時に定着ニップ部に侵入できないと、搬送不良に起因する斜行ジャムやしわ等が発生することがあった。
【0014】転写材Sの端部まで確実に空気流を発生する方法としては、より大型の冷却ファンとダクトを用いて空気流を転写材Sの端部まで導くという方法があるが、冷却ファンの大きさ、ダクトを形成する空間及びコストには限界があり、大きな効果は得られなかった。
【0015】第2に、定着器11周辺の部材の冷却の問題がある。即ち、定着器11は熱でトナーを溶融させて転写材Sに定着させるための熱源であり、定着器11周辺の部材が昇温によってダメージを受けないようにする必要がある。一般には、定着器11周辺の温度の高い空気を画像形成装置外に排出する空気流が発生するようなエアフロー設計が行われる。
【0016】転写〜定着間の転写材Sの搬送を安定化するために、この領域に角形冷却ファン120を設置した場合、定着器11周辺の温度の高い空気が冷却ファン120側(下方向)に吸い込まれるため、結果的に使用環境の温度が制限(一般的には40℃以下)されているカートリッジ10に温度の高い空気が吹き付けられる。又、この空気には定着プロセスによって発生する転写材Sから蒸発した水蒸気が多く含まれており、この水蒸気の影響で所定の画像形成プロセスが行われず、画質が低下することがある。
【0017】而して、定着器11からカートリッジ10方向へ温度が高い空気が流れるのを防ぐためには、この間に空気の流れを遮蔽する部材と定着器11周辺を冷却する冷却ファンが別途必要となり、コスト、騒音、エアフロー設計等の点で解決しなければならない問題が発生する。
【0018】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、大型の冷却ファンやダクトを用いることなく、転写材を常に安定して搬送することができる画像形成装置内の空気流制御方法を提供することにある。
【0019】又、本発明の目的とする処は、画像形成装置内の熱源周辺の冷却と転写材搬送の安定化を両立することができる画像形成装置内の空気流制御方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、画像形成装置内に設置される角形冷却ファンとして側面に穴が開けられた側面穴開きファンを用い、該側面穴開きファンの側面から吸い込まれる第1の空気流と、同穴開きファンの回転軸に略平行な第2の空気流を転写材の搬送の制御に用いることを特徴とする。
【0021】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記側面穴開きファンの前記第1及び第2の空気流の流路を形成する風切り板を設け、前記第1及び第2の空気流を転写材を搬送ガイドに引き付けるために用いることを特徴とする。
【0022】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記第1の空気流を画像形成装置が搬送可能な最大サイズの転写材の端部領域に導き、前記第2の空気流を最大サイズの転写材の中央部及び小サイズの転写材に導くことを特徴とする。
【0023】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1及び第2の空気流の一方を転写材の搬送路に導き、他方を定着手段周辺に導くことを特徴とする。
【0024】請求項5記載の発明は、請求項1〜3又は4記載の発明において、前記側面穴開きファンの4つの側面に開口する穴を選択的に遮蔽することを特徴とする。
【0025】従って、請求項1,2又は3記載の発明によれば、側面穴開きファンによって発生する2種類の空気流を転写材のサイズに応じて使い分けることによって、大型の冷却ファンやダクトを用いることなく、転写材を常に安定して搬送することができる。
【0026】又、請求項4記載の発明によれば、2種類の空気流の一方を冷却に供し、他方を転写材の搬送に供するようにしたため、画像形成装置内の熱源周辺の冷却と転写材搬送の安定化を両立することができる。
【0027】更に、請求項5記載の発明によれば、側面穴開きファンの4つの側面に開口する穴を選択的に遮蔽することによって必要な方向への空気流の流量を増やすことができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0029】<実施の形態1>図1は側面穴開きファンを画像形成装置に取り付けた状態とその空気流を示す断面図、図2及び図3は画像形成装置の側面穴開きファン部分を上方から見た図、図4は側面穴開きファンの斜視図、図5は側面穴開きファンの風向特性を示す図である。
【0030】本実施の形態に用いられる側面穴開きファン20においては、図4に示すように、ユニットの側面20−1,20−2,20−3,20−4に穴(開口部)が形成されており、この側面穴開きファン20は、図5に矢印にて空気の流れを示すように側面20−1〜20−4の穴から空気を取り込むことができ、プロペラ20aの軸20b方向に対する風向きが側面に穴が無い従来の角形冷却ファン120(図9及び図140参照)に対して拡散しないで直線であり、風量が多いという特性を有している。本実施の形態は、この側面穴開きファン20の特性を積極的に利用して画像形成装置における空気流制御を行ったものである。
【0031】図1に示す画像形成装置(レーザビームプリンタ)において、1は画像形成装置本体、2は給紙カセット、3は給紙ローラ、4はレジストローラ、6は感光ドラム、7は転写ローラ、8はスキャナユニット、10はカートリッジであり、カートリッジ10は前記感光ドラム6の他に不図示の現像器や帯電器等を組み込んでユニットとして構成されている。
【0032】又、11は定着器であり、この定着器11は定着ローラ11−1と加圧ローラ11−2及び定着ローラ11−1と加圧ローラ11−2のニップに転写材Sの先端を導くための入口ガイド11−3を有している。12は転写材Sの搬送ガイドであり、これには空気が通過できるように穴が形成されている。
【0033】図2及び図3において、13a,13bと14a,14bは風切り板であり、内側の風切り板13a,13bは小サイズ紙の端面付近とファン吸い込み側の左右側面を繋ぎ、外側の風切り板14a,14bはプリンタが搬送できる最大サイズ紙の端部付近とファン吐き出し側の左右側面を繋いでいる。尚、本実施の形態においては、プリンタの搬送可能な最大紙サイズがA4サイズの場合は小サイズとはB5サイズ、最大紙サイズがA3の場合は小サイズとはA4縦搬送の紙幅(短い方の辺)を示す。
【0034】又、図1において、15a,15bは側面穴開きファン20の上下の穴を塞ぐ遮蔽部材であり、側面穴開きファン20の側面20−1〜20−4には図4に示すように穴が形成されている。
【0035】上記側面穴開きファン20は、図1に示すように、画像形成装置本体1内の転写部に対応した位置に設置されている。尚、側面穴開きファン20の4つの側面20−1〜20−4には前述のように穴が形成されている、本実施の形態では、上面20−1と下面20−2は前記遮蔽部材15a,15bによって塞がれているため、これらの上面20−1と下面20−2からは空気が流れない。
【0036】次に、この画像形成装置の動作を説明する。
【0037】不図示のパソコン等からプリント信号が送信され、このときプリンタ側がレディ状態にあるとプリント動作が開始される。
【0038】即ち、給紙信号が出力されると、給紙カセット2から転写材Sが給紙され、一連のプロセスを経て転写材Sは搬送、定着及び排紙される。そして、転写から定着間は転写材Sの表面にトナーが静電気によって吸着されているため、搬送ローラを直接印字面に接触させて搬送させることができない。又、図1に示すように搬送路がほぼ垂直であるため、重力の作用で転写材Sを搬送ガイド12に安定させて沿わせながら搬送させることができない。このため、搬送ガイド12に穴を開けてここに空気を流し、転写紙Sを搬送ガイド12に沿わせて搬送している。
【0039】本実施の形態において用いた側面穴開きファン20においては2つの空気流が発生するが、本実施の形態では、この2種類の空気流を2つの風切り板13a,13bと14a,14bを用いて使い分けた。
【0040】即ち、小サイズの転写材Sに対しては内側の風切り板13a,13bによって形成される図2に示す矢印A方向の空気流のみで搬送ガイド12に引き付けるようにした。又、最大サイズの転写材Sに対しては上記矢印A方向の空気流に加えて風切り板13a,13bと14a,14bで形成される空間を流れる矢印B方向の空気流で搬送ガイド12に引き付けるようにした。
【0041】ところで、側面穴開きファン20全体の風量は基本的に一定で、且つ、この側面穴開きファン20には4面20−1〜20−4共に穴が開いており、抵抗がなければ側面20−1〜20−4の穴から当該ファン20に吸い込まれる風量は4箇所共同じであり、又、穴が塞がれれば全体の風量が増加する。
【0042】本実施の形態においては、転写部から定着器11までの間はトナーが転写材S上に静電気で保持されているために物理的に印字面側に接触することができない。従って、空気流で転写材Sを搬送ガイド12に引き付けて搬送位置を安定させる領域は転写〜定着器11間である。
【0043】一方、遮蔽部材15a,15bで側面穴開きファン20の4つの側面20−1〜20−4の内、上面20−1と板面20−2の穴を塞ぎ、転写材Sの搬送に作用する風量を増加させた。尚、本実施の形態では専用の遮蔽部材15a,15bを用いたが、ファン20の保持部材や周辺の部材を用いても同様の効果が得られ、且つ、低コストが実現される。
【0044】このように本実施の形態においては、側面穴開きファン20の2種類の流れを風切り板13a,13b,14a,14bを用いて明確に分離し、ファン20の回転軸20bに平行な流れを小サイズ及び最大サイズの転写材Sの中央部に、そして、側面穴開きファン20の側面から空気を取り込む流れを最大サイズの転写材Sの端部周辺に流れるようにした。
【0045】而して、本実施の形態によれば、側面穴開きファン20は小型でありながら、小サイズからプリンタが搬送できる最大サイズまでの範囲において空気を流して転写材Sを搬送ガイド12に引き付けることができる。そして、転写材Sは搬送ガイド12に沿って搬送され、その先端部が定着器11の定着ローラ11−1と加圧ローラ11−2のニップ部に安定して導かれるため、定着ジャムや紙しわ、先端画像汚れ等、転写材Sの先端がニップ部に突入できないことで起こる問題の発生を防ぐことができる。
【0046】又、側面穴開きファン20の側面から空気を吸い込むという特性を利用して最大サイズの転写材Sの端部領域の吸着を行っているため、大型のファンを用いたり小型のファンを用いて空気流を広い範囲に流すためにファン回転軸方向に対して角度のある風切り板を設けて空気流を大きく湾曲させる必要がなく、空気流が非常に単純となって高い効率を得ることができる。
【0047】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形態2を図6に基づいて説明する。尚、図6は本発明の実施の形態2に係る空気流制御方法を示す画像形成装置の断面図であり、本図においては図1に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【0048】本実施の形態は、側面穴開きファン20を実施の形態1で説明した転写材Sの搬送に加えて定着器11周辺の部材の冷却に供するようにしたものである。
【0049】図6において、21,22,23は風切り板であり、風切り板21は定着器11の下部と側面穴開きファン20の中央部に跨がって配置され、定着器11とカートリッジ10の上部への空気の流れを遮断している。風切り板22は側面穴開きファン20の吸込側の側面と転写ローラ7を繋ぎ、風切り板23は側面穴開きファン20の吐き出し側の側面と転写部の上流とを繋いでいる。
【0050】一般に画像形成装置において熱ローラ定着方式を用いている場合は、定着器11は熱源であり、この定着器11周辺の部材を冷却するとともに、高温の空気がプリンタの熱に弱いユニットに流れるのを防ぐ必要がある。プリンタにおいて熱に弱いユニットはスキャナユニット8、カートリッジ10、不図示の電装部等である。
【0051】次に、この画像形成装置の動作を説明する。尚、給紙から排紙までの一連の動作は実施の形態1と同様であるため、それについての説明は省略する。
【0052】定着器11周辺の冷却は、側面穴開きファン20のファン回転軸に平行な空気流の内、風切り板21より上方の矢印Cにて示した空気流で行われる。定着器11周辺の高温の空気流はこの風切り板21により遮断されて下方向に流れることができないため、転写部周辺やカートリッジ10が昇温することはない。
【0053】転写紙Sを搬送ガイド12に引き付けるには2つの種類の空気流が利用される。即ち、転写部から定着器11までの領域においては風切り板21と22で形成される空間を流れるファン20の回転軸に平行は矢印Dで示す空気流が利用され、転写部と紙搬送のやや上流部の領域においては風切り板22と23で形成される空間を流れるファン20の側面から吸い込まれる矢印Eで示す空気流が利用される。
【0054】このように、本実施の形態においては、定着器11周辺の昇温対策と転写材Sを搬送ガイド12に引き付ける2つの目的を1台の穴開きファン20による2種類の空気流を使い分けることで達成している。
【0055】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形態3を図7に基づいて説明する。尚、図7は本発明の実施の形態3に係る空気流制御方法を示す画像形成装置の断面図であり、本図においては図1に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【0056】本実施の形態は、側面穴開きファン20の2つの空気流の内、側面穴から吸い込まれる空気流で定着器11周辺を冷却するようにしたものである。
【0057】図7において、30,31は風切り板である。
【0058】而して、本実施の形態においては、定着器11周辺の冷却は風切り板31と32で形成された空間を流れる矢印Gで示す空気流によって行われる。定着器11周辺の高温の空気流は、側面穴開きファン20の側面からファン20の内部に吸い込まれた後、ファン回転軸に平行な流れに混ざって下流に流れる。従って、定着器11周辺の高温の空気は急激に温度が低下し、且つ、カートリッジ10や転写部に流れることはない。
【0059】そして、転写材Sを搬送ガイド12に引き付ける作用はファン20の回転軸に平行な矢印Hで示す空気流によってなされる。尚、側面穴開きファン20の下面は遮蔽板15bで塞がれている。
【0060】このように、本実施の形態においては、定着器11周辺の昇温対策と転写紙Sを搬送ガイド12に引き付ける2つの目的を1台の側面穴開きファン20による2種類の空気流を使い分けることによって達成している。
【0061】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1,2又は3記載の発明によれば、側面穴開きファンによって発生する2種類の空気流を転写材のサイズに応じて使い分けることによって、大型の冷却ファンやダクトを用いることなく、転写材を常に安定して搬送することができるという効果が得られる。
【0062】又、請求項4記載の発明によれば、2種類の空気流の一方を冷却に供し、他方を転写材の搬送に供するようにしたため、画像形成装置内の熱源周辺の冷却と転写材搬送の安定化を両立することができるという効果が得られる。
【0063】更に、請求項5記載の発明によれば、側面穴開きファンの4つの側面に開口する穴を選択的に遮蔽することによって必要な方向への空気流の流量を増やすことができるという効果が得られる。




 

 


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