JP4067302B2

JP4067302B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4067302B2
Application number: JP2001380871A
Authority: JP
Inventors: 久郎近野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2002318522A; US6825872B2; KR20020060588A; US20020089582A1; KR100434693B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コピーやファクシミリやプリンタ、またはそれらの複合機など、デジタル式の画像形成装置に関する。例えば帯電・書込み・現像・転写・クリーニングなどを繰り返して像担持体上に逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写してシートに画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置の書込み装置では、例えば読取り信号に基づき光源からレーザ光等の書込み光を発してその書込み光をポリゴンミラー等の走査用回転多面鏡で反射し、ｆθレンズを通したり、さらにミラーで反射したりして像担持体へと向け、その像担持体上に書込みを行っていた。
【０００３】
この種の書込み装置における、ｆθレンズやミラーなどの走査光学部品としては、ガラス製やプラスチック製のものを使用する。しかし、近年は、低コスト化の要請が強まる一方、加工精度が向上するにつれ、プラスチック製のものを多く使用するようになってきている。
【０００４】
ところが、プラスチック製のものは、周囲の温度上昇にともない膨張して変形するから、画像ひずみを生ずる原因となることがある。特に今日、回転多面鏡の回転が高速化したり、定着装置の発熱量が増加したりするにともない、機内の温度上昇が早まり、その原因となるおそれが増大していた。
【０００５】
また、精度維持や高剛性・耐振動の観点から、書込み装置に、熱伝導性のよいアルミダイキャスト製の光学箱を用いることが多くなってきており、この点からも、熱源からの熱を走査光学部品に伝えやすくなってきている。
【０００６】
従来の画像形成装置の中には、例えば実開平３−５４９１３号公報や特開平５−５８５１号公報などに記載されるように、書込み装置のまわりの通風性を向上し、温度上昇により書込み装置の書込み精度が低下することを防止するものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような画像形成装置は、主にポリゴンミラーの冷却に着目したもので、ポリゴンミラー自体の保護に主眼を置くものであった。このため、ｆθレンズやミラーなどの走査光学部品にプラスチック製のものを用いたとき、その走査光学部品の膨張を十分に防止することができず、なお画像ひずみを生ずるおそれがあった。
【０００８】
そこで、この発明の第１の目的は、像担持体上に書込み装置を用いて書込みを行い、現像装置で現像して画像を形成する画像形成装置において、書込み装置を効率的に冷却して、書込み装置内に備える部品の膨張を有効に防止し、画像ひずみの発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することにある。
【０００９】
この発明の第２の目的は、下ダクトによる冷却効率を高めて書込み装置をより効率的に冷却することにある。
【００１０】
この発明の第３の目的は、光学箱を構成する部品点数を削減するとともに、書込み装置の冷却効率を一層向上することにある。
【００１１】
この発明の第４の目的は、上ダクトによる冷却効率を高めて書込み装置をより効率的に冷却することにある。
【００１２】
この発明の第５の目的は、ファンを増やすことなく、効率的に冷却して書込み装置内に備える部品の膨張を一層有効に防止することにある。
【００１３】
この発明の第６の目的は、外気の給排気効率を高めて一層効率的に冷却し、さらなる冷却効果を期待することにある。
【００１４】
この発明の第７の目的は、安価な走査光学部品を使用して書込み装置のコストダウンを図ることにある。
【００１５】
この発明の第８の目的は、いたずらにファンを増やすことなく、書込み装置の冷却に使用した外気を有効に利用して、画像形成装置本体内における書込み装置以外の冷却を気流バランスよく可能とすることにある。
【００１６】
この発明の第９の目的は、いたずらにファンを増やすことなく、書込み装置の冷却に使用した外気を有効に利用して、画像形成装置本体内のオゾンの除去を気流バランスよく可能とすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の画像形成装置は、上述した第１、３の目的を達成すべく、像担持体上に書込み装置を用いて書込みを行い、現像装置で現像して画像を形成する画像形成装置において、書込み装置の光学箱を挟んで上ダクトと下ダクトを配置し、上下に外気流路を形成するとともに、光学箱の開放上面を原稿読取装置のスキャナフレームで塞ぎ、そのスキャナフレーム内に上ダクトを配置することを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の画像形成装置は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、下ダクトの上面に開口を設けてその開口を書込み装置の走査光学部品が設けられている位置に対応する光学箱の下面で塞ぐことを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、上ダクトに開口を設けてその開口をスキャナフレームで塞ぐことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明に係るレーザ複写機の内部機構の概略構成を示す。
【００２７】
図中符号１０は、複写機装置本体である。複写機装置本体１０内には、ドラム状の像担持体（感光体）１１を設け、そのまわりに帯電装置１２、現像装置１３、転写・搬送装置１４、クリーニング装置１５などを配置する。
【００２８】
それらの上部には、書込み装置１６を設ける。書込み装置１６には、レーザダイオード等の光源４０、ポリゴンミラーである走査用の回転多面鏡４１、ポリゴンモータ４２、ｆθレンズ４３やミラー４４等の走査光学部品などを備えてなる。ｆθレンズ４３やミラー４４はプラスチック製であり、例えばｆθレンズ４３はポリカーボネート（ＰＣ）でつくる。
【００２９】
クリーニング装置１５の図中左側には、定着装置１７を設ける。定着装置１７には、ヒータを内蔵する定着ローラ１８と、その定着ローラ１８に下方から押し当てる加圧ローラ１９を設ける。
【００３０】
また、装置本体１０内の上部には、原稿読取装置２０を備える。原稿読取装置２０には、光源ａ、複数のミラーｂ、結像レンズｃ、ＣＣＤ等のイメージセンサｄなどを設ける。
【００３１】
一方、装置本体１０内の下部には、両面ユニット２２と給紙カセット２３を上下二段に備える。両面ユニット２２および給紙カセット２３からは、各々、像担持体１１の下方へとのびる給紙路２４へと通ずる排紙路を設ける。両面ユニット２２へは、定着装置１７出口からのびる排紙路２５途中から分岐して反転路２６を形成してなる。
【００３２】
そのような装置本体１０の上面には、コンタクトガラス２７を設置する。そのコンタクトガラス２７を被うように、装置本体１０上には、自動原稿給紙装置２８を開閉自在に取り付けてなる。
【００３３】
ところで、装置本体１０の右側面には、手差しシートを給紙路２４に案内する手差しトレイ２９を開閉自在に設ける。他方、装置本体１０の左側面には、排紙路２５を通して排出するシートを受けるソータ３０を取り付ける。そして、装置本体１０を給紙テーブル３１上に載置してなる。給紙テーブル３１内には、給紙カセット２３を多段に備える。
【００３４】
さていま、このレーザ複写機を用いてコピーを取るときは、自動原稿給紙装置２８に原稿をセットし、または自動原稿給紙装置２８を開いてコンタクトガラス２７上に直接原稿をセットする。そして、不図示のスタートスイッチを押し、自動原稿給紙装置２８を駆動してコンタクトガラス２７上に搬送した原稿を、またはあらかじめコンタクトガラス２７上に原稿をセットしたときは、そのセットしてある原稿を、原稿読取装置２０で画素単位で読み取る。
【００３５】
同時に、適宜の給紙ローラ３３を回転し、装置本体１０および給紙テーブル３１内に多段に備える複数の給紙カセット２３中の対応する給紙カセット２３内からシートを繰り出し、給紙路２４に入れて搬送ローラ３４で搬送し、レジストローラ３５に突き当てて止める。そして、像担持体１１の回転にタイミングを合わせて該レジストローラ３５を回転し、像担持体１１の下方へと送り込む。
【００３６】
または、手差し給紙部にある給紙ローラ３６を回転し、開いた手差しトレイ２９上にセットした手差しシートを給紙路２４へと入れ、同じくレジストローラ３５で像担持体１１の回転にタイミングを合わせて該像担持体１１の下方へと送り込む。
【００３７】
他方、不図示のスタートスイッチを押したとき、同時に像担持体１１を図中時計方向に回転する。そして、その像担持体１１の回転とともに、まず帯電装置１２で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取装置２０で読み取った読取り内容に応じてレーザ光Ｌを照射して書込み装置１６で書込みを行い、像担持体１１の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１３でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【００３８】
それから、上述したごとく像担持体１１の下方へと送り込んだシートに、転写・搬送装置１４でその可視像を転写する。画像転写後の像担持体１１は、クリーニング装置１５で残留トナーを除去して表面を清掃し、次の同様な画像形成に備える。
【００３９】
一方、画像転写後のシートは、転写・搬送装置１４で搬送して定着装置１７に入れ、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。その後、排紙路２５を通してソータ３０に仕分けして排出する。
【００４０】
シートの両面に画像を記録するときには、排紙路２５から反転路２６に入れ、両面ユニット２２で反転して再び給紙路２４に入れ、転写・搬送装置１４でシートの裏面にも別途像担持体１１上に形成したトナー画像を転写して後、その転写画像を定着装置１７で定着してソータ３０に排出する。
【００４１】
図２には書込み装置１６まわりの分解斜視図、図３にはその組立斜視図、図４には組立正面図を示す。
【００４２】
書込み装置１６には、上面が開放するアルミダイキャスト製の光学箱４６内に、回転多面鏡４１やｆθレンズ４３などとともに、上述したとおり光源４０、ポリゴンモータ４２、ミラー４４などを備える。
【００４３】
光学箱４６は、２つの比較的幅広な構造体フレーム４７・４８上にねじ止め固定する。構造体フレーム４７・４８は、複写機装置本体１０内に対向して設ける不図示の側板間に平行に掛け渡して設ける。
【００４４】
そのような書込み装置１６の光学箱４６を挟んで、光学箱４６の上側および下側のほぼ全体を被って上ダクト５０と下ダクト５２を配置し、上下に外気流路Ｒを形成する。ダクト５０・５２は、ポリスチレン（ＰＳ）やポリカーボネート（ＰＣ）などでつくる。
【００４５】
上ダクト５０は、横向きの接続口５４と上向きの排気口５５を設け、図示省略するが、下面に大きな開口を設ける。そして、その開口まわりを不図示のスポンジ等でシールして原稿読取装置２０の箱型のスキャナフレーム５６底面上に密着し、気流が漏れないように開口をスキャナフレーム５６で塞いでそれにねじ止め固定し、そのスキャナフレーム５６内に配置する。
【００４６】
スキャナフレーム５６も、複写機装置本体１０内の不図示の構造体で支持し、その中には上述した光源ａ、複数のミラーｂ、結像レンズｃ、ＣＣＤ等のイメージセンサｄなどを設ける。そして、そのスキャナフレーム５６で光学箱４６の開放上面を塞ぐ。
【００４７】
また、スキャナフレーム５６には、上ダクト５０の接続口５４と一致する位置に横孔５７をあける。接続口５４には、その横孔５７を介してファンユニット５８の上接続口５９をシール部材でシールして連結する。ファンユニット５８には、吸気ファン６０と上下接続口５９・６１を設ける。このファンユニット５８も、不図示の構造体フレームで支持する。
【００４８】
一方、下ダクト５２は、横向きの接続口６４と下向きの排気口６５を設け、上面に大きな開口６６を設ける。そして、その開口６６まわりを不図示のスポンジ等でシールして光学箱４６の底面に密着し、気流が漏れないように開口６６を光学箱４６で塞ぎ、光学箱４６を支持する一方の構造体フレーム４７と幅狭な構造体フレーム６７上にねじ止め固定する。
【００４９】
下ダクト５２の接続口６４には、ファンユニット５８の下接続口６１をシール部材でシールして連結する。
【００５０】
そして、複写機装置本体１０の駆動時には、吸気ファン６０を作動して複写機装置本体１０内に外気を取り込み、１つのファンで吸引した外気を上ダクト５０と下ダクト５２に分けて通し、排気口５５・６５から排出する。
【００５１】
このとき、外気流路Ｒを流れる外気により熱を奪って書込み装置１６の両側を効率的に冷却し、書込み装置１６内に備える部品の膨張を有効に防止し、画像ひずみの発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することができる。特に、図示例では、上ダクト５０内を流れる外気で開口を通してスキャナフレーム５６を直接冷し、また下ダクト５２内を流れる外気で開口６６を通して光学箱４６を直接冷し、ダクト５０・５２による冷却効率を高めて書込み装置１６をより効率的に冷却することができる。
【００５２】
さて、上ダクト５０の排気口５５から排出した気流は、図４に示すように、原稿読取装置２０のスキャナフレーム５６内に備えるランプレギュレータ（光源ａのレギュレータ）６８を冷却して後、複写機装置本体１０外に排出する。
【００５３】
また、下ダクト５２の排気口６５から排出した気流は、シート搬送部である排紙路２５に、図５に示すように備えるフォトインタラプタ７０を冷却して後、複写機装置本体１０外に排出する。なおこのとき、フォトインタラプタ７０のみならず、併せて排紙路２５まわりも冷やすようにするとよい。図中符号６９で示すものは、シートを搬送する一対のシート搬送ローラである。
【００５４】
図示例のように、上ダクト５０と下ダクト５２の一方または双方を通過した外気を、書込み装置１６以外の冷却に使用するようにすると、いたずらにファンを増やすことなく、書込み装置の冷却に使用した外気を有効に利用して、複写機装置本体１０内における書込み装置１６以外の冷却を気流バランスよく可能とすることができる。
【００５５】
ここで、書込み装置１６を冷却した気流は、書込み装置１６からの熱を受けて外気より幾分高温（４０〜５０℃）となるが、ランプレギュレータ６８やフォトインタラプタ７０は、それより高温（８０℃程度）となるので、書込み装置１６を冷却した気流によっても十分に冷却することができる。
【００５６】
なお、書込み装置１６を冷却した気流によって、上述したランプレギュレータ６８やフォトインタラプタ７０に限らず、例えば定着装置１７や両面ユニット２２などのように、ダクト５０・５２通過後の気流より高温となる電子部品やユニットまわりを冷却するようにしてもよい。
【００５７】
また、冷却に限ることなく、上ダクト５０と下ダクト５２の一方または双方を通過した外気を、複写機装置本体１０内の像担持体１１まわりの、例えば帯電装置１２や転写・搬送装置１４などで発生するオゾンの除去に使用するようにしてもよい。
【００５８】
このようにすると、いたずらにファンを増やすことなく、書込み装置１６の冷却に使用した外気を、その他の目的にも有効に利用して部品の故障等を防止することができる。
【００５９】
ところで、図示例では、書込み装置１６にプラスチック製の、ｆθレンズ４３やミラー４４などの走査光学部品を使用するから、外気流路Ｒを流れる外気により熱を奪って走査光学部品の温度上昇を抑えることで、高価なガラス製のものに代えて安価なプラスチック製の走査光学部品を使用し、書込み装置１６のコストダウンを図ることができる。
【００６０】
また、上述した図示例では、１つの吸気ファン６０で吸引した外気を分岐して上ダクト５０と下ダクト５２とに分けて通すことから、コストアップを招くことなく１つのファンで、効率的に冷却して書込み装置１６内に備える部品の膨張を一層有効に防止することができる。
【００６１】
もちろん、例えば図６に示すように、上ダクト５０と下ダクト５２とにそれぞれ別個の吸気ファン７２・７３を設けるようにしてもよく、また吸気側ではなく排気側にファンを設けるようにしてもよく、さらに図７に示すように、例えば上ダクト５０に吸気ファン６０とともに排気ファン７４を取り付けるようにしてもよい。このように、上ダクト５０と下ダクト５２の一方または双方の吸気側とともに排気側にもファンを設けて強制排気を行うようにすると、外気の給排気効率を高めて一層効率的に冷却し、さらなる冷却効果を期待することができる。
【００６２】
書込み装置１６の全体を被うことができないときには、例えば図８に示すように、書込み装置１６の光学箱４６の上下であって、ｆθレンズ４３と対応する部位に、書込み装置１６の全体を被ってではなく部分的に、上下のダクト７６で形成した外気流路Ｒを設けるようにしてもよい。図１と同様、図８中符号４０はレーザダイオード等の光源、４２はポリゴンモータである。符号６０は、吸気ファンである。
【００６３】
実験によると、ダクト７６がない場合、書込み装置１６内においてｆθレンズ４３付近の温度は４８．６℃にまで達したが、ダクト７６を設けた場合には、それが４２．５℃まで低下し、６．１℃下げることができた。
【００６４】
これにより、レイアウト的に余裕がない場合にも、光学箱４６を挟んで局部的な冷却を行うことにより走査光学部品の温度上昇を集中的に抑え、その膨張を有効に防止して画像ひずみの発生を効果的に阻止し、画像品質の低下を防ぐことができ、安価なプラスチック製の走査光学部品の使用を可能とし、コストダウンを図ることができる。
【００６５】
また、走査光学部品と対応する部位に、外気流路Ｒを設けるレイアウト的な余裕がない場合には、図９に示すように、書込み装置１６の光学箱４６上下外側であって、走査光学部品であるｆθレンズ４３と、熱源である光源４０やポリゴンモータ４２との間に、書込み装置１６の全体を被ってではなく部分的に、ダクト７７で形成した外気流路Ｒを設けるようにしてもよい。
【００６６】
このようにすると、外気流路Ｒを流れる外気によって光学箱４６を挟んで局部的な冷却を行うことにより、光源４０やポリゴンモータ４２等の熱源が、ｆθレンズ４３等の走査光学部品に及ぼす熱的影響を遮断して走査光学部品の温度上昇を抑え、その膨張を有効に防止して画像ひずみの発生を効果的に阻止し、画像品質の低下を防ぐことができ、安価なプラスチック製の走査光学部品の使用を可能とし、コストダウンを図ることができる。書込み装置１６外の、定着装置１７等の熱源が走査光学部品に及ぼす熱的影響も遮断することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、像担持体上に書込み装置を用いて書込みを行い、現像装置で現像して画像を形成する画像形成装置において、書込み装置の光学箱を挟んで上ダクトと下ダクトを配置し、上下に外気流路を形成するから、両側から冷して書込み装置を効率的に冷却し、書込み装置内に備える部品の膨張を有効に防止し、画像ひずみの発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することができる。光学箱を挟んで上ダクトと下ダクトを配置するだけであるから、組付けも簡単である。
【００６８】
請求項２に記載の発明によれば、下ダクトに開口を設けてその開口を光学箱で塞ぐから、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、開口を通して下ダクト内を流れる外気で光学箱を直接冷し、下ダクトによる冷却効率を高めて書込み装置をより効率的に冷却することができる。
【００６９】
また、請求項１に記載の発明によれば、光学箱の上面開口を原稿読取装置のスキャナフレームで塞ぎ、そのスキャナフレーム内に上ダクトを配置するから、上記請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、光学箱の蓋を不要として、部品点数を削減するとともに、上ダクトとの境界を薄くして書込み装置をより効率的に冷却することができる。
【００７０】
請求項３に記載の発明によれば、上ダクトに開口を設けてその開口をスキャナフレームで塞ぐから、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、開口を通して上ダクト内を流れる外気でスキャナフレームを直接冷し、上ダクトによる冷却効率を高めて書込み装置をより効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ複写機の内部機構の概略構成図である。
【図２】そのレーザ複写機に備える書込み装置まわりの分解斜視図である。
【図３】その組立斜視図である。
【図４】その組立正面図である。
【図５】その排紙路の部分拡大図である。
【図６】他の例の書込み装置まわりの組立斜視図である。
【図７】さらに他の例の書込み装置まわりの組立斜視図である。
【図８】またさらに他の例の書込み装置まわりの組立平面図である。
【図９】またさらに他の例の書込み装置まわりの組立平面図である。
【符号の説明】
１０複写機装置本体（画像形成装置本体）
１１像担持体
１２帯電装置
１３現像装置
１４転写・搬送装置
１６書込み装置
２０原稿読取装置
４０光源（熱源）
４２ポリゴンモータ（熱源）
４３ｆθレンズ（走査光学部品）
４４ミラー（走査光学部品）
４６光学箱
５０上ダクト
５２下ダクト
５６スキャナフレーム
６０吸気ファン
６６開口
７４排気ファン
７６ダクト
７７ダクト
Ｒ外気流路

Claims

像担持体上に書込み装置を用いて書込みを行い、現像装置で現像して画像を形成する画像形成装置において、前記書込み装置の光学箱を挟んで上ダクトと下ダクトを配置し、上下に外気流路を形成するとともに、前記光学箱の開放上面を原稿読取装置のスキャナフレームで塞ぎ、そのスキャナフレーム内に前記上ダクトを配置することを特徴とする、画像形成装置。
前記下ダクトの上面に開口を設けてその開口を前記書込み装置の走査光学部品が設けられている位置に対応する前記光学箱の下面で塞ぐことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
前記上ダクトに開口を設けてその開口を前記スキャナフレームで塞ぐことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。