JP2004301897A

JP2004301897A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004301897A
Application number: JP2003091588A
Authority: JP
Inventors: Eishin Suzuki; 英信鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】電装ＰＣＢｕ（ＥＣＵ）と画像処理、ホストＩ／Ｆを搭載したＰＣＢｕ（ＣＮＴＵ）とレーザスキャナｕ（ＬＳＵ）とメモリ付ＣＲＧと本体下部にオプションカセットを増設可能なプリンタにおいて、メモリ付ＣＲＧへのＲＷ信号、オプションカセットへの制御信号、及びＥＣＵからＣＮＴＵ、ＬＳＵへの電源ラインからの放射ノイズを軽減できる様にＬＳＵの投影面積内にＣＮＴＵとＥＣＵのＩ／Ｆ接続部とメモリ付ＣＲＧへのＩ／ＦとオプションカセットへのＩ／Ｆを配置することを目的とする。
【解決手段】電装部と光源手段、オプションカセット手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段を画像処理部を介して接続して、光源手段、オプションカセット手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段と画像処理部のインターフェース、画像処理部と電装部のインターフェースは、搬送方向に対して光源手段の投影面積の垂直延長面積内に配置する事を特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。ここで画像形成装置としては、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が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は電子写真方式や、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、複写機等の画像形成装置に関するものであるが、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】
従来のレーザービームプリンターの一例を図８及び図９を用いて説明する。
【０００４】
この種の画像形成装置の構造形態としては図８及び図９に示すように、給紙手段〜転写手段〜定着手段までの記録材搬送は、画像形成装置内で略水平または略垂直に搬送されている。
【０００５】
例えば、図８に示すように、画像形成装置の右端側に給紙手段、中央に転写手段、左端側に定着手段を略水平に配置し、記録材搬送面の上部にプロセスカートリッジ等の画像形成手段やレーザースキャナー等の光源手段を配置し、記録材の給送・トナー像の記録材への転写・記録材上のトナー像の加熱定着を行う構成は広く知られている。
【０００６】
また、図９に示すように、画像形成装置の下端側に給紙手段、中央に転写手段、上端側に定着手段を略垂直に配置し、記録材搬送面の側面にプロセスカートリッジ等の画像形成手段やレーザースキャナー等の光源手段を配置し、記録材の給送・トナー像の記録材への転写・記録材上のトナー像の加熱定着を行う構成も用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すように略水平に記録材を搬送するような装置においては、発熱源である定着装置の上部にプロセスカートリッジや光源手段が配置されているため、機内昇温によりプロセスカートリッジ内のトナーが固まってしまったり、光源手段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。
【０００８】
また、給紙手段から転写手段までの搬送経路や定着手段から排紙手段までの転写材搬送経路は大きな方向転換が必要となるために、方向転換の際に転写材の後端が跳ねる音や転写材が搬送面と擦れる音が大きく、画像形成装置の実使用状態での稼動音が大きくなってしまっていた。また、給紙手段から転写材後端が抜け、方向転換する際の振動が転写材に伝達され、転写手段での感光体から転写材へのトナー像転写時に画像が乱れてしまうという不具合もあった。
【０００９】
図９に示す略垂直に記録材を搬送するような装置構成の場合でも稼動音の問題や画像乱れ等の問題は同様であった。
【００１０】
また、この場合は更に光源手段（レーザースキャナ）の取り付け角度が大きくなってしまうので、スキャナモータの軸受けにかかる負荷が大きくなり、軸受けの削れによってスキャナモータの寿命が短くなってしまう不具合もあった。
【００１１】
更には、電装部と高周波で動作する、光源手段（レーザースキャナ）、及びカートリッジ固有情報記憶手段（ＣＲＧメモリ）を接続するのに、長い束線を使用したりする為に、放射ノイズや耐ノイズ性の面で信頼性が低く、その為に、対策部品を追加するなどによりコストアップの要因の一つにもなっていた。
【００１２】
また、オプションカセットを本体下部に増設する際にも、長い束線を使用したりする為に、アンテナ効果により放射ノイズや耐ノイズ性の面で信頼性が低く、同様に、対策部品を追加するなどによりコストアップの要因の一つにもなっていた。
【００１３】
上述のような問題を解決するためには、装置全体のサイズを大きくして発熱源である定着装置をプロセスカートリッジや光源手段から遠ざけたり、搬送経路の変化率を出来るだけ小さくしたり、光源手段の配置を出来るだけ水平に近いレイアウトにすることで行っていた。しかし、これらの対策の結果、装置の大型化・製造コストのアップを招いてしまった。
【００１４】
そこで本発明の目的は、前述問題点を解決するものであって、特にノイズに対して信頼性の高い、且つ最適な電源供給、信号伝送を実現して、高画質な小型の画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、記録材の給紙手段・搬送手段と、少なくとも画像但持体及び現像手段から成る画像形成手段、画像但持体上に露光するための光源手段、トナーを格納する為のカートリッジ手段、該カートリッジの固有情報を格納する記憶手段、画像但持体から記録材へトナー像を転写するための転写手段、記録材上のトナー像を加熱・定着するための定着手段から成る画像形成装置への電源供給や制御の為の電装部からなる画像形成装置において、
給紙手段〜転写手段〜定着手段までの記録材搬送経路は、定着手段を最上部として斜め上方に向かって形成され、給紙手段、転写手段、定着手段のからなる搬送経路より下方に電装部を配置し、電装部の発熱部品は装置背面側に実装し、電装部と光源手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段を画像処理部を介して接続して、光源手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段と画像処理部のインターフェース、画像処理部と電装部のインターフェースは、搬送方向に対して光源手段の投影面積の垂直延長面積内に配置する事を特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
本発明によれば、電装〜画像処理〜光学手段、カートリッジの固有情報を格納する記憶手段、オプションのインターフェースを搬送方向に対して光源手段の投影面積の垂直延長面積内に配置する事により、耐ノイズ性に優れ、且つコンパクトな構成が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施例〕
以下に本発明の一実施例を感光体にレーザー光を走査して記録する電子写真方式を採用する画像形成装置であるレーザービームプリンタを例に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置の断面図である。
【００１９】
図中、１は画像形成装置に対して着脱自在である紙カセットであり、該紙カセット１内には記録材Ｐが積載されている。この記録材Ｐは紙カセット１の上部前端側に配設された給紙ローラ２によって１枚ずつ分離、給送され、搬送ローラ３ａ、３ｂにより転写部に搬送される。
【００２０】
４はレジストセンサーであり、これは記録材Ｐの先端位置と露光光源であるレーザースキャナー５の発光タイミングを同期させ、記録材Ｐ上の所定位置から画像の描き出しをするものである。６は折り返しミラーである。
【００２１】
７は感光体８、現像器、クリーナ、帯電ローラ等の画像形成手段から成るプロセスカートリッジであり、９は感光体８上の顕画像を記録材Ｐ上に転写させる転写ローラ、１０は転写後の記録材Ｐを定着器１１まで案内する搬送ガイドであり、定着器１１は記録材Ｐ上の顕画像を加熱定着する。そして記録材Ｐは排紙ローラ１２により外装カバー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。
【００２２】
画像データは外部ホストからＦｏｒｍａｔｔｅｒ１００へデータ送信されて、インターフェース１０２より電装部内に実装されたエンジンＦｏｒｍａｔｔｅｒに送信され、印字動作を行う。この際に、光源手段への制御はインターフェース１０１、１０２を介して制御される。
【００２３】
１０４はＣＲＧメモリで、トナーＣＲＧに固定されており、該ＣＲＧメモリへのデータアクセスは電装部１５からインターフェース１０２、１０４を介して制御される。
【００２４】
（記録材搬送角度について）
図１に示すように、紙カセット１及び給紙ローラ２から成る給紙手段、感光体８上の顕画像を記録材Ｐ上に転写ローラ９によって転写する転写手段、記録材Ｐ上のトナー像を加熱定着するための定着器１１は、定着器１１を最上部と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。
【００２５】
紙カセット１に積載されている記録材Ｐは給紙ローラ２によって給紙された後、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、その後感光体８と転写ローラ９によって、トナー像の転写と同時に定着器１１まで挟持搬送される。この間の記録材Ｐの搬送経路はほ一直線であるので、記録材搬送の際の記録材Ｐとガイド部材との摺擦音を低減できると共に、記録材Ｐを安定して搬送でき、記録材搬送の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、定着器１１は、記録材搬送経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、定着器１１から発生する熱は、外装カバー１３内に形成された不図示のルーバー部から装置外部に排出される。
【００２７】
また、プロセスカートリッジ７やレーザースキャナー５は定着器１１よりも下部か横に配置されているので、定着器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。
【００２８】
更に、本実施例の記録材搬送経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。
【００２９】
（レーザースキャナー配置について）
図１に示すようにレーザースキャナー５は、ユニット配置としてはそれぞれスキャナーポリゴン５ａから右上がり又は左上がりの配置となっている。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に示すように給紙手段〜転写手段〜定着手段にかけての記録材搬送経路に対して略垂直な方向から感光体８にレーザー光を入射することが最も有効である。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。
【００３０】
図１に示す構成であれば、プロセスカートリッジ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ッジ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。
【００３１】
上述のように、レーザー光入射角の設定を本実施例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。
【００３２】
（電装系レイアウトについて）
ＡＣ入力、低圧電源、高圧電源、アクチュエータドライバ、ＡＳＩＣ、定着ドライブ、センサから成る電装部１５は図１に示すように給紙手段〜定着手段にかけての斜め上方に向かう記録材搬送経路の下部に配置し、電装部内の空間エリアを給紙部から定着部にかけて大きくする構成とする。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を確保する。
【００３３】
また、電装部１５上部に配置されている定着器１１から発生する熱は外装カバー１３に設けられているルーバー部（不図示）から装置外部に排出される。この時、定着器１１の後面と外装カバー１３との間に空間を設けることにより、この部分にも定着器１１の廃熱によるエアーフローを発生させることが可能となる。
【００３４】
従って、前述のように定着器１１の下部に大きな空間を設け電装部１５を配置、定着器１１の後面側に空間を設けることで、冷却のためのＦＡＮ等が無くても、電装部１５から定着器１１にかけての廃熱のためのエアーフローを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、昇温を防止出来るという効果がある。
【００３５】
図２に電装部の実装ハ配置の詳細を示す。図２は電装を上から見た図で上方が本体背面、下方が本体正面である。右後方にインレット、パワーＳＷを配置してＡＣ入力部を構成し、後方中央に低圧電源を構成する。これにより低圧電源の熱は本体背面より排気が容易になる。また後方左に現像、帯電の接点を設ける為に高圧回路を配置する。前方左には発熱しないＡＳＩＣを中心としたＣＯＭＳ系の部品を実装し左側にあるＦｏｒｍａｔｔｅｒとのＩ／Ｆを構成させる。前方右には転写ローラへの転写電圧を発生させる高圧回路を配置する。
【００３６】
（駆動源の配置について）
駆動源としてのモーター１６は、図１及び図３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側面壁に直接マウントされ、且つ、記録材搬送面の下部に配置されている。
【００３７】
記録材搬送部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。これによって、例えば１０ｐｐｍから２０ｐｐｍへの高速化を容易に達成することが可能となる。
【００３８】
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、モーター自信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であり、トータルでコストダウンすることが可能となる。
【００３９】
また、記録材搬送部下部にモーターと電装部を両方共に配置し、モーター軸上に羽を設けることによりエアーフローを発生させ、電装部の廃熱をより効率的に行うことが可能となる。
【００４０】
（フレーム構成について）
本実施例のフレーム構成は、図３に示すように、導電性の左右１対の側壁２０、２１と給紙手段、搬送手段、転写手段、定着手段を保持する樹脂からなる搬送プレート２２、光源手段としての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及び電装部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からなっている。
【００４１】
左右側壁２０、２１は剛性、電気アース、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。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、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。
【００４２】
給紙手段、搬送手段、転写手段、定着手段等の主要ユニットを保持する部分と記録材Ｐ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からの放熱を断熱できるというメリットがあるので、樹脂材料での一体成形品を用いている。
【００４３】
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。
【００４４】
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の特性から板金材料を用いている。
【００４５】
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。
【００４６】
（装置内インターフェース構成について）
図２、及び図４を用いて説明する。電装全体の構成は図２に示す如く構成されていて、光学部に対しては、電装部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と光学部に対してのインターフェース１０２と、光学部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と電装部に対してのインターフェース１０１で接続されていて、ＣＲＧメモリに対しては、電装部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部とＣＲＧメモリに対してのインターフェース１０２と、ＣＲＧメモリからみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と電装部に対してのインターフェース１０３で接続されていている。１０１、１０２、１０３はＦＦＣ、フレキ、束線などによって接続され、Ｆｏｒｍａｔｔｅｒ部では電装から光学、及びＣＲＧメモリへの電源、信号はスルーパスして、接続されている。また、光学部へのＶＤＯ信号はＦｏｒｍａｔｔｅｒ部から直接光学部へ伝送される構成になっている。１０２のインターフェースにはＦｏｒｍａｔｔｅｒ部へ供給する電源、印字動作を制御するために内部ビデオインターフェースで構成されている。
【００４７】
また、図４で分かるように、１０１、１０２、１０３のインターフェースの配置は搬送方向に対して光学部投影面積垂直方向内に収納されるように構成されている。
【００４８】
〔第２の実施例〕
図５は本発明の一実施例を示す画像形成装置の断面図である。
【００４９】
図中、１は画像形成装置に対して着脱自在である紙カセットであり、該紙カセット１内には記録材Ｐが積載されている。この記録材Ｐは紙カセット１の上部前端側に配設された給紙ローラ２によって１枚ずつ分離、給送され、搬送ローラ３ａ、３ｂにより転写部に搬送される。
【００５０】
４はレジストセンサーであり、これは記録材Ｐの先端位置と露光光源であるレーザースキャナー５の発光タイミングを同期させ、記録材Ｐ上の所定位置から画像の描き出しをするものである。６は折り返しミラーである。
【００５１】
７は感光体８、現像器、クリーナ、帯電ローラ等の画像形成手段から成るプロセスカートリッジであり、９は感光体８上の顕画像を記録材Ｐ上に転写させる転写ローラ、１０は転写後の記録材Ｐを定着器１１まで案内する搬送ガイドであり、定着器１１は記録材Ｐ上の顕画像を加熱定着する。そして記録材Ｐは排紙ローラ１２により外装カバー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。
【００５２】
画像データは外部ホストからＦｏｒｍａｔｔｅｒ１００へデータ送信されて、インターフェース１０２より電装部内に実装されたエンジンＦｏｒｍａｔｔｅｒに送信され、印字動作を行う。この際に、光源手段への制御はインターフェース１０１、１０２を介して制御される。
【００５３】
１０６はオプション紙カセットで、カセット内にはカセット駆動用の電装部が格納されており、該オプション紙カセットへの制御は電装部１５からインターフェース１０２、１０５を介して制御される。
【００５４】
記録材搬送角度、レーザースキャナー配置、電装系レイアウト、駆動源の配置、フレーム構成については実施例１と同等である。
【００５５】
（装置内インターフェース構成について）
図６、及び図７を用いて説明する。電装全体の構成は図６に示す如く構成されていて、光学部に対しては、電装部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と光学部に対してのインターフェース１０２と、光学部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と電装部に対してのインターフェース１０１で接続されていて、増設オプションカセットに対しては、電装部からみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と増設オプションカセットに対してのインターフェース１０２と、増設オプションカセットからみた場合のＦｏｒｍａｔｔｅｒ部と電装部に対してのインターフェース１０５で接続されていている。１０１、１０２、１０５はＦＦＣ、フレキ、束線などによって接続され、Ｆｏｒｍａｔｔｅｒ部では電装から光学、及び増設オプションカセットへの電源、信号はスルーパスして、接続されている。また、光学部へのＶＤＯ信号はＦｏｒｍａｔｔｅｒ部から直接光学部へ伝送される構成になっている。１０２のインターフェースにはＦｏｒｍａｔｔｅｒ部へ供給する電源、印字動作を制御するために内部ビデオインターフェースで構成されている。
【００５６】
また、図４で分かるように、１０１、１０２、１０５のインターフェースの配置は搬送方向に対して光学部投影面積垂直方向内に収納されるように構成されている。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電装部と装置上部に配置したＣＲＧメモリ、及び装置下部に配置した紙カセットを接続する際に、安定したラインインピーダンスによる電源供給、信号伝送が可能になり、放射ノイズや耐ノイズ性の面で信頼性高める事が実現できる。
【００５８】
更には、装置の小型化、部品点数削減、組立性に向上が図られ、コストの観点からも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例の画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例の電装全体の説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の要部斜視図である。
【図４】本発明に係る第１の実施例の電装全体の概念図である。
【図５】本発明に係る第２の実施例の画像形成装置の断面図である。
【図６】本発明に係る第２の実施例の電装全体の説明図である。
【図７】本発明に係る第２の実施例の電装全体の概念図である。
【図８】従来の画像形成装置の断面図である。
【図９】従来の画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１‥‥紙カセット
２‥‥給紙ローラ
３ａ‥‥搬送ローラ
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‥‥ポリゴンミラー
６‥‥折り返しミラー
７‥‥プロセスカートリッジ
８‥‥感光体
９‥‥転写ローラ
１０‥‥搬送ガイド
１１‥‥定着器
１２‥‥排紙ローラ
１３‥‥外装カバー
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

記録材の給紙手段・搬送手段と、少なくとも画像但持体及び現像手段から成る画像形成手段、画像但持体上に露光するための光源手段、トナーを格納する為のカートリッジ手段、該カートリッジの固有情報を格納する記憶手段、画像但持体から記録材へトナー像を転写するための転写手段、記録材上のトナー像を加熱・定着するための定着手段から成る画像形成装置への電源供給や制御の為の電装部からなる画像形成装置において、
給紙手段〜転写手段〜定着手段までの記録材搬送経路は、定着手段を最上部として斜め上方に向かって形成され、給紙手段、転写手段、定着手段のからなる搬送経路より下方に電装部を配置し、電装部の発熱部品は装置背面側に実装し、電装部と光源手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段を画像処理部を介して接続して、光源手段、及びカートリッジ固有情報記憶手段と画像処理部のインターフェース、画像処理部と電装部のインターフェースは、搬送方向に対して光源手段の投影面積の垂直延長面積内に配置する事を特徴とする画像形成装置。
請求項１において、オプションカセットを装置下部に接続可能な構成においては、オプションカセット装置と電装部の接続を画像処理部を介して行い、オプションカセット装置と画像処理部のインターフェースと画像処理部と電装部のインターフェースは、搬送方向に対して光源手段の投影面積の垂直延長面積内に配置する事を特徴とする画像形成装置。