JP4067302B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【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)
43 fθ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 (3)
- 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。
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