JP4508321B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真複写機・プリンタ・ワードプロセッサ及びファクシミリ装置等の、記録媒体（シート）に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、たとえば、電子写真方式や、その他の記録方式を採用するレーザービームプリンターや複写機等があるが、以下画像形成装置の一例としてレーザービームプリンターを例に挙げて説明する。
【０００３】
従来技術に係るレーザービームプリンターの一例を図４及び図５を用いて説明する。
【０００４】
この種の画像形成装置の構造形態において、給送手段による給送部から転写手段による転写部を経由して定着手段による定着部までのシート（記録材）搬送路は、画像形成装置内で略水平または略垂直に設けられている。
【０００５】
まず、図４に示す従来技術に係る画像形成装置（レーザービームプリンター）について説明する。
【０００６】
図４に示す画像形成装置の場合には、図中、装置本体の右端側に給送手段１０２を、中央付近に転写手段１０６を、左端側に定着手段１０７を配置して、シート搬送路が略水平となるように構成されている。
【０００７】
そして、シート搬送路の上部に画像形成手段（例えば、図示の例では、画像担持体１０４を含んだプロセスカートリージ１０３）や光源１０５（例えば、図示の例ではレーザースキャナー）を配置して、給送手段１０２によってシートを一枚ずつ給送し、給送されたシート上に転写手段１０６によって未定着画像（トナー像）の転写を行い、定着手段１０７によって未定着画像をシート上に加熱定着するという構成は広く知られている。
【０００８】
なお、図中、１０１はシート積載部であり、ここに積載されたシートを上記給送手段１０２によって一枚ずつ分離給送するために設けられるものであり、１０８は、定着手段１０７によって定着済みのシートが排出されて積載されるシート排出部である。
【０００９】
また、図中、１０９は、装置本体に電気を供給するための電源や各部の制御を行うための電子部品などを備えた電装部である。
【００１０】
次に、図５に示す従来技術に係る画像形成装置（レーザービームプリンター）について説明する。
【００１１】
図５に示す画像形成装置の場合には、図中、装置本体の下端側に給送手段１０２を、中央付近に転写手段１０６を、上端側に定着手段１０７を配置して、シート搬送路が略垂直となるように構成されている。
【００１２】
そして、シート搬送路の側方に画像形成手段（例えば、図示の例では、画像担持体１０４を含んだプロセスカートリージ１０３）や光源１０５（例えば、図示の例ではレーザースキャナー）を配置して、給送手段１０２によってシートを一枚ずつ給送し、給送されたシート上に転写手段１０６によって未定着画像（トナー像）の転写を行い、定着手段１０７によって未定着画像をシート上に加熱定着するという構成も知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１４】
一般的に、定着手段は加熱定着を行う機能を有するために発熱源となり、電装部についても発熱源となるため、上記従来技術の場合には、これらの熱を原因とする問題が発生していた。
【００１５】
すなわち、図４に示す構成の場合には、発熱源となる定着手段の上部にプロセスカートリージや光源が配置されているため、これらが加熱されてプロセスカートリージ内のトナーが固まってしまったり、光源内の光学レンズの屈折率が変化してしまう等の不具合が生じ、結果として良好な出力画像が得られないことがあった。
【００１６】
また、電装部は、略水平に設けられたシート搬送路の下部に密閉されるような状態で配置されていたために、電装部から発生する熱は電装部エリア内に滞留してしまい、上記と同様に、プロセスカートリージや光源等を加熱して、不具合が生じてしまうことがあった。
【００１７】
また、図５に示す構成の場合でも、電装部内で発生する熱が、電装部の下部から上部に流れることにより、上方に配置されている各種部品は加熱されて温度上昇してしまうため、故障等の不具合が発生することがあった。
【００１８】
このような場合には、通常、いずれも熱による不具合を解決するために、排熱ファンを設置して、強制的なエアーフローを発生させて対策していたが、排熱ファンを設置すると、部品点数が増加してしまったり、装置が大型化してしまうだけでなく、ファン自体の騒音が発生するなどの不具合を伴っていた。
【００１９】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ファンを設けることなく、簡易な構成で加熱防止を可能とする信頼性に優れた画像形成装置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に本発明にあっては、シートを一枚ずつ給送する給送手段と、
該給送手段によって給送されたシート上に未定着画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に対向する位置に設けられ、前記画像形成手段からシートに画像を転写する転写手段と、前記転写手段によってシートに転写された画像をシート上に定着させる定着手段と、装置のフレームを構成し、板金によって構成されている側板と、を備えた画像形成装置であって、前記装置内に配置され、前記給送手段から前記転写手段を通過し、前記定着手段に至るシートの搬送経路が、前記給送手段側を最下部として前記定着手段側を最上部として略直線形状で斜めに配置されており、前記搬送経路の下側に形成された空間において、前記側板には駆動手段が取り付けられていると共に、前記装置内で生じた熱を前記定着手段の上方に設けられた第１排気口から前記装置外部へ排気させるための第１流路と、前記装置内で生じた熱を前記空間の最上部近傍に設けられた第２排気口から前記装置外部へ排気させるための第２流路とを連通する連通路が設けられていることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３６】
図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成断面図であり、図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部斜視図であり、図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成部材の配置態様の変形例を示す概略構成断面図である。
【００３８】
ここで、本発明は、複写機やプリンタの他、各種画像形成装置に適用できるものであるが、以下の説明では、その一例として、画像担持体（感光体）にレーザー光を走査して記録を行う電子写真方式を採用するレーザービームプリンタを例にして説明する。
【００３９】
まず、画像形成装置全体の概略構成等について説明すると、図中、１は画像形成装置に対して着脱自在に構成されたシート積載部となるシートカセットであり、このシートカセット１内にはシート（記録材）Ｓが積載される。
【００４０】
このシートＳは、シートカセット１の上部前端側に配設された給送手段（例えば、図示のような給送ローラ）２によって、１枚ずつ分離されつつ給送されて、さらに、搬送手段である搬送ローラ３ａ，３ｂによって、転写部に搬送される。
【００４１】
４はレジストセンサーであり、これはシートＳの先端位置と露光光源であるレーザースキャナー５の発光タイミングとを同期させて、シートＳ上の所定位置から画像の描き出すために設けられるものである。
【００４２】
６は、レーザースキャナー５内に設けられた折り返しミラーであり、同じくレーザースキャナー５内に設けられたスキャナーポリゴン５ａから発せられたレーザー光の光路を規定するために設けられたものである。
【００４３】
７はプロセスカートリージであり、このプロセスカートリージ７には、画像担持体（感光体）８，現像器，クリーナおよび帯電ローラ等の、公知の画像形成プロセスによって未定着画像を形成するための各種部材が含まれている。
【００４４】
９は、画像担持体８上の未定着画像である顕画像（現像）をシートＳ上に転写して、シート上に未定着画像を形成させるための転写手段（転写ローラ）であり、この転写手段９と上記プロセスカートリージ７とによって、画像形成手段が構成されている。
【００４５】
１０は転写後のシートＳを定着手段（定着器）１１まで案内する搬送ガイドであり、定着手段１１はシートＳ上の未定着画像を加熱定着して、シート上に定着するために設けられたものである。
【００４６】
そして、画像定着済みのシートＳは、排紙ローラ１２によって、外装カバー１３と一体で形成されている排紙トレイ１４上に排出されるように構成されている。
【００４７】
次に、シート搬送路について、さらに詳しく説明する。
【００４８】
図１に示すように、給送手段２による給送部と、画像形成手段による画像形成部（画像担持体８と転写手段９との当接部付近）と、定着手段１１による定着部を、この定着部が最上部となるようにして、ほぼ一直線上に斜め上方に向かって配置されている。
【００４９】
従って、給送手段２による給送部から定着手段１１による定着部に至るまでのシート搬送路は、図示のように略直線的に傾斜するように設けられる。
【００５０】
シートカセット１に積載されているシートＳは、給送手段２によって給送された後、ほぼ一直線の搬送経路を搬送ローラ３によって転写部まで搬送され、その後、画像担持体８と転写手段９によって、トナー像の転写と同時に定着手段１１まで挟持搬送される。
【００５１】
この間のシートＳの搬送経路はほぼ一直線であるので、シート搬送の際のシートＳとガイド部材との摺擦音を低減できると共に、シートＳを安定して搬送でき、シート搬送の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
また、定着手段１１は、シート搬送路の最上部に配置されているので、連続でプリント作業を行った場合でも、定着手段１１から発生する熱は、外装カバー１３に形成された第１排気口であるルーバー１３ａから装着外部に排気される。
【００５３】
また、プロセスカートリージ７やレーザースキャナー５は、定着手段１１から発せられた熱によって暖められた気流に触れないように、定着手段１１と同程度の高さあるいは下部であって、離れた位置に配置されているので、定着手段１１から発生する熱の影響を受けること無く、常に良好な出力画像を得ることが可能となる。
【００５４】
このように、外気を取り込むべく装置下方からルーバー１３ａに至るまでの流路（第１流路Ｒ１）が形成されるように、定着手段１１およびルーバー１３ａを配置させたことによって、ファン等を設けなくても、定着手段１１が発熱することで、第１流路Ｒ１の図中矢印方向に気流（以下、エアーフロー）が発生し、定着手段１１から発せられた熱を、ルーバー１３ａから他の部材（特に、プロセスカートリージ７やレーザースキャナー５）に悪影響を与えることなく排出することができる。
【００５５】
従って、加熱を防止して高品位な画像形成を可能としつつ、従来技術のようにファン等を備えた装置と比較して、簡易かつ小型で、騒音を少なくすることが可能となる。
【００５６】
更に、本実施の形態のように、シート搬送路を画像形成装置の対角線とほぼ平行または一致させることによって、様々な機構を有効に配置することが可能となり、装置の小型化を図ることも可能となった。
【００５７】
次に、レーザースキャナー配置について、詳しく説明する。
【００５８】
図１及び図３に示すようにレーザースキャナー５のユニット配置は、スキャナーポリゴン５ａから折り返しミラー６に向かって上部に傾斜した配置となっている。
【００５９】
ここで画像形成装置の大きさを出来るだけ小型にするためには、図１及び図３に示すように給送手段による給送部から定着手段による定着部に至るまでのシート搬送路に対して略垂直な方向から画像担持体８にレーザー光を入射することが最も有効である。
【００６０】
このような構成とすることによって、画像形成装置の奥行き及び高さを最小の寸法に収めることが可能となる。
【００６１】
ここで、図３に示す構成であれば、プロセスカートリージ７は、トレイ１の方向に略水平に着脱可能であり、画像形成装置内でのｊａｍ処理やプロセスカートリージ７の交換を全て同一方向から行うことができ、ユーザビリティを向上することができる。
【００６２】
また、図１に示す構成の場合には、プロセスカートリージ７の着脱は上方から行うことになるが、定着手段１１からレーザースキャナー５を遠ざけることが出来るので、定着手段１１の熱によりレーザースキャナー５が昇温の影響をより一層受け難くすることが出来るというメリットがある。
【００６３】
上述のように、レーザー光入射角の設定を本実施の形態の構成にしておけば、レーザースキャナー７の配置には大きな自由度が与えられるため、ユーザビリティや昇温の問題を回避することが容易となる。
【００６４】
次に、電装系レイアウトについて説明する。
【００６５】
ＡＣ電源，ＤＣ電源および高圧電源からなる電装部１５は、図に示すように給送手段２による給送部から定着手段１１による定着部に至るまでの斜め上方に向かうシート搬送路の下側に形成された空間領域の下方に配置し、電装部１５が含まれた空間エリアを給送部から定着部にかけて大きくする構成とする。
【００６６】
このようにすることにより、電装部１５から発生する熱によって生じるエアーフローの経路（第２流路Ｒ２）を確保する。
【００６７】
そして、上記空間領域の上方でエアーフローを排出させるような位置に、外装カバー１３に第２排出口としてのルーバー１３ｂを設けたことによって、ファン等を設けなくても、電装部１５が発熱することで、装置本体の下部に形成された開口部１３ｃから外気が取り込まれて、第２流路Ｒ２の図中矢印方向にエアーフローが発生し、電装部１５から発せられた熱を、ルーバー１３ｂから他の部材（特に、プロセスカートリージ７やレーザースキャナー５）に悪影響を与えることなく排出することができる。
【００６８】
従って、加熱を防止して高品位な画像形成を可能としつつ、従来技術のようにファン等を備えた装置と比較して、簡易かつ小型で、騒音を少なくすることが可能となる。
【００６９】
ここで、本実施の形態では、第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とを連通する連通路Ｒ３（定着手段１１の後面下部と外装カバー１３との間に空間を設けることによって形成）を設けたことによって、単に、第１流路Ｒ１において、外気を取り込みやすくするだけでなく、第２流路Ｒ２におけるエアーフローを助長する効果を発揮できるようにしている。
【００７０】
すなわち、電装部１５が含まれた空間エリアよりも上部に配置されている定着手段１１から発生する熱は、上述したように外装カバー１３に設けられたルーバー１３ａから装置外部に排気される。
【００７１】
これにより、定着手段１１から発生する高温のエアーフローによって、連通路Ｒ３に対して大きな吸引力が発生するため、第２流路Ｒ２のエアーフローを助長することができる。
【００７２】
つまり、電装部１５から発生する熱を排気するためのエアーフローを助長し、連通路Ｒ３の近くに設けられたルーバー１３ｂから電装部の発熱を装置本体外部に容易に排気することが可能となる。
【００７３】
このように、定着手段１１の下部に大きな空間を設けて、その下方に電装部１５を配置し、更に、定着手段１１の後面下部側に定着器エリアと電装部エリアを結ぶ連通路を設けることで、冷却／排気のためのファンが無くても、電装部１５から定着手段１１にかけて、排熱のためのエアーフローを十分に発生させることが可能となり、画像形成装置内部の熱こもりを解消し、昇温を防止出来る。
【００７４】
これにより、ファン等を必要としない構成が可能となり、コストダウンが達成出来ることはもちろん、ファンから発生する音が無くなるので、静粛な画像形成装置を提供することも可能となる。
【００７５】
また、給送手段による給送部から定着手段による定着部に至るまでの斜め上方に向かうシート搬送路の下部の空間エリアを有効に使用するために、電装部１５においては水平部と鉛直部から成るＬ字型のレイアウトとすることにより、電装部としての効率を更に高めることができる。
【００７６】
具体的には、発熱源となる部品又は素子を鉛直面側に配置し、比較的発熱しない部品又は素子を水平面側に配置することである。このようにレイアウトすることにより、電装部からの排熱をより効率的に行うことが可能となる。
【００７７】
次に、駆動源の配置について説明する。
【００７８】
駆動源としてのモーター１６は、特に図２に示すように、画像形成装置のフレームの一部である導電性の左側板２０に直接マウントされ、且つシート搬送路よりも下部に配置されている。
【００７９】
モーター１６は、シート搬送路よりも下部に配置することにより、画像形成装置の高速化に対応する際に、モーターの大型化やステッピングモーターからＤＣモーターへの変更等に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【００８０】
これによって、例えば１分間に画像形成する枚数を１０枚から２０枚へ変更するなどの高速化を容易に達成することが可能となる。
【００８１】
また、モーターを画像形成装置の導電性のフレームに直接マウントすることにより、モーター自体が発生する熱を容易にフレームへ逃がすことが可能となり、モーター効率を向上させることが可能となるとともに、アースを取ることも容易となるので、トータルでコストダウンすることが可能となる。
【００８２】
また、シート搬送路よりも下部の電装部エリアにモーター１６を配置することにより、モーター１６から発生する熱も第２流路Ｒ２における電装部１５によるエアーフローを助長する効果を持ち、モーター１６と電装部１５の排熱をより効率的に行うことが可能となる。
【００８３】
次に、フレーム構成について説明する。
【００８４】
本実施の形態に係るフレーム構成は、図２に示すように、導電性の左右１対の側壁となる左側板２０，右側板２１と、給送手段２，搬送手段（搬送ローラ３ａ，３ｂ），転写手段９および定着手段１１を保持する樹脂からなる搬送プレート２２と、光源であるレーザースキャナー５を保持する導電性のスキャナープレート２３と、電装部１５を保持し、画像形成装置最下部に配置される導電性の底板２４と、からなっている。
【００８５】
左側板２０，右側板２１は、剛性，電気アースおよび電磁波シールドの観点から導電性材料が適しており、板金で構成されている。そして、上述のように駆動源であるモーター１６は左側板２０に直接マウントされており、放熱，振動低減および電気アース接続の容易さから、大きなメリットが得られている。
【００８６】
給送手段２，搬送手段，転写手段９および定着手段１１等の主要ユニットを保持する部分とシートＳの案内部を有する搬送プレート２２は、複雑な形状を１部品にすることによるコストダウン及び電装部１５からの放熱を断熱できるというメリットがあることから、合成樹脂材料で形成された一体成形品を用いている。
【００８７】
スキャナープレート２３は、ポリゴンミラー５ａの回転により生じる振動を低減するために高剛性である必要があり、板金材料を用いている。
【００８８】
また、装置最下部に配置されている底板２４は、構造体の一部としての剛性と、電装部を保持するために求められる電磁波シールドとの特性を必要とすることから板金材料を用いている。
【００８９】
以上のようなフレーム構成とすることにより、断熱・高剛性・放熱・振動低減という機能を満足しつつ、低コストを達成できるという効果がある。
【００９０】
また、シートカセット（あるいは給送トレイ）や排紙トレイの角度を変更することによって、排出されたシートを見えやすくする等の目的に応じてさまざまな構成が可能である。
【００９１】
もちろんこの場合でも、上述したような加熱防止等の効果が得られることは言うまでもない。
【００９２】
次に、エアーフローについて、さらに詳しく説明する。
【００９３】
上述のように、本実施の形態に係る画像形成装置のエアーフローは大きく２系統に分けられている。
【００９４】
１つは定着手段１１から発生する熱を排気するエアーフローであり、強いエアーフローである。
【００９５】
２つめは電装部１５から発生する熱を排熱するためのエアーフローであり、比較的弱いエアーフローである。
【００９６】
そして、弱いエアーフローを助長するために、電装部エリアを大きくとり、電装部エリア最上部に排気口を設けることで、電装部内での対流を促進し、排気効率を高めている。
【００９７】
更に、定着部エリアと電装部エリアを結ぶ連通路を定着器背面側に設けることにより、定着器からの強いエアーフローが電装部の弱いエアーフローを助長し、電装部内でのエアーフローを促進することにより電装部の排気効率を高めている。
【００９８】
また、本実施の形態においては、排気口は画像形成装置本体の背面側にのみ設けられている。
【００９９】
すなわち、定着器や電装部から排気されるエアーは比較的温度が高く、通常あまり好ましいものではなく、どちらかといえば不快なものであるため、排気口をユーザーが操作する面から最も遠い画像形成装置背面側にのみ配置することにより、ユーザーの操作感を向上できるという効果がある。
【０１００】
以上のような構成とすることにより、ファン等を設けなくても画像形成部や電装部が必要以上に温度上昇してしまうことを防止し、画像不良や故障等の不具合を生じることを防止することが可能となる。
【０１０１】
また、ファン等を必要としない構成を達成できるので、画像形成装置の静粛化や低コスト化が可能となる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ファンを設けることなく、定着手段や電装部から発生する熱を装置外部に排出できるので、簡易かつ騒音の少ない構成で加熱を防止でき、信頼性に優れる。
【０１０３】
定着手段からの熱を排出させるための第１流路と、電装部からの熱を排出させるための第２流路と、を連通する連通路を備えることによって、第２流路内での気流を助長させることができ、より効率的に排熱できる。
【０１０４】
気流を装置外部へ排気させるための排気口を、装置本体の背面側に設けることによって、ユーザーの操作感を向上させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成部材の配置態様の変形例を示す概略構成断面図である。
【図４】従来技術に係る画像形成装置の概略構成断面図である。
【図５】従来技術に係る画像形成装置の概略構成断面図である。
【符号の説明】
１ シートカセット
２ 給送手段（給送ローラ）
３ａ，３ｂ 搬送ローラ
４ レジストセンサー
５ レーザースキャナー
５ａ スキャナーポリゴン
６ 折り返しミラー
７ プロセスカートリージ
８ 画像担持体（感光体）
９ 転写手段（転写ローラ）
１０ 搬送ガイド
１１ 定着手段（定着器）
１２ 排紙ローラ
１３ 外装カバー
１３ａ ルーバー（第１排気口）
１３ｂ ルーバー（第２排気口）
１４ 排紙トレイ
１５ 電装部
１６ モーター
２０ 左側板
２１ 右側板
２２ 搬送プレート
２３ スキャナープレート
２４ 底板

Claims (2)

1. シートを一枚ずつ給送する給送手段と、
   該給送手段によって給送されたシート上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段に対向する位置に設けられ、前記画像形成手段からシートに画像を転写する転写手段と、
   前記転写手段によってシートに転写された画像をシート上に定着させる定着手段と、
   装置のフレームを構成し、板金によって構成されている側板と、
   を備えた画像形成装置であって、
   前記装置内に配置され、前記給送手段から前記転写手段を通過し、前記定着手段に至るシートの搬送経路が、前記給送手段側を最下部として前記定着手段側を最上部として略直線形状で斜めに配置されており、
   前記搬送経路の下側に形成された空間において、前記側板には駆動手段が取り付けられていると共に、
   前記装置内で生じた熱を前記定着手段の上方に設けられた第１排気口から前記装置外部へ排気させるための第１流路と、前記装置内で生じた熱を前記空間の最上部近傍に設けられた第２排気口から前記装置外部へ排気させるための第２流路とを連通する連通路が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装置の下部に、
   前記装置内部に向けて外気を取り込む開口部が設けられている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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