JP2005077520A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の小型化を図るとともに、機内温度の上昇を抑え、長期間に亘って良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の筐体１３を形成する第１の面及び前記第１の面に対向して配置される第２の面と、前記第１の面及び前記第２の面に隣接する金属製の側板２０と、を備え、前記転写手段９及び前記像担持体８を前記第２の面側に配置するとともに、前記定着手段１１を前記転写手段９及び前記像担持体８よりも上方の前記第２の面側に配置し、前記露光手段５を前記第１の面側に配置するとともに、前記定着手段１１及び前記像担持体８を回転駆動する駆動モータ１６を前記露光手段５よりも上方の前記第１の面側の前記側板２０に備える。
【選択図】図１

Description

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。

オフィス等で使用される複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置、特にデスクトップ型の画像形成装置では一層の小型化が求められている。

図５に、従来の画像形成装置の一例としてプロセスカートリッジを使用する小型のレーザビームプリンタの概略構成図を示す。

すなわち、従来のレーザビームプリンタは、図中右下に配置され記録媒体の給紙手段としての紙カセット１と、紙カセット１から記録媒体を分離給送する給紙ローラ２と、図中中央に配置されドラム状の像担持体８（以下「感光体」という。）及び感光体８に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段１７等を一体的に組み込んだプロセスカートリッジ７と、感光体８に対向配置した転写手段９と、プロセスカートリッジ７の上方に配置され感光体８を走査露光する露光手段５と、転写手段９により記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して記録媒体に定着する定着手段１１と、定着手段１１の下方に配置され給紙ローラ２、感光体８及び定着手段１１等を不図示のギヤ等により駆動する駆動モータ１６と、を備えている。（例えば、特許文献１参照。）。

このようなレーザビームプリンタは、露光手段５によって感光体８上に潜像を形成するとともに、現像手段１７により感光体８上にトナー像を形成する。一方、紙カセット１から給紙される記録媒体が、感光体８と転写手段９とのニップ部に供給され、記録媒体に感光体８上のトナー像が転写される。トナー像が転写された記録媒体は、定着手段１１で加圧・加熱されて記録媒体の表面にトナー像が定着され、上方に向けて排出され記録媒体上に画像が形成される。

特開平７-３０１９６５号公報

しかしながら、上記従来のレーザビームプリンタは、プリンタの小型化が求められる結果、プリンタ自体の体積が減少し熱容量が低下するため、連続した長時間の使用において発熱体である定着手段１１の熱により機内温度の上昇が激しくなる。また、発熱体である定着手段１１の近傍に配置される露光手段５が熱による影響を受けて良好な画像を得ることが出来なくなる恐れがあった。更に、駆動モータ１６に電流を流すことによって駆動制御用ドライバ基盤が発熱するとともに、モータ内部の巻線コイルからも熱が発生し、駆動モータ１６自体も発熱体となる。そして、発熱体である定着手段１１と駆動モータ１６とが近接していると、その近傍が高熱となり、長時間の連続使用により更に機内温度の上昇が激しくなり、各画像形成ユニットが熱による悪影響を受けて、安定して良好な画像を得ることが出来なくなる恐れがあった。

本発明は、上記した従来の画像形成装置の問題点を解決し、画像形成装置の小型化を図るとともに、長時間の連続使用においても機内温度の上昇を抑え、安定して良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、露光されることにより表面に潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を走査露光する露光手段と、前記像担持体に形成された潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段により記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して記録媒体に定着する定着手段と、を備える画像形成装置において、画像形成装置の筐体を形成する第１の面及び前記第１の面に対向して配置される第２の面と、前記第１の面及び前記第２の面に隣接する金属製の側板と、を備え、前記転写手段及び前記像担持体を前記第１の面側に配置するとともに、前記定着手段を前記転写手段及び前記像担持体よりも上方の前記第１の面側に配置し、前記露光手段を前記第２の面側に配置するとともに、前記定着手段及び前記像担持体を回転駆動する駆動モータを前記露光手段よりも上方の前記第２の面側の前記側板に備えたことを特徴とする

本発明の好ましい態様によれば、前記駆動モータの駆動力を前記定着手段及び前記像担持体に伝動する伝動部材を備え、前記駆動モータは前記側板の画像形成装置内部側に取付けられるとともに、前記伝動部材は前記側板の画像形成装置外部側に配置され、
更に、前記伝動部材を覆う金属製のカバー部材を備え、前記カバー部材は、前記駆動モータの前記側板への取付け面に対応して、前記側板と当接する当接部を有することを特徴とする。

尚、前記当接部が前記駆動モータの前記側板への取付け面の全面に対応しているものに限られず、前記駆動モータの前記側板への取付け面の一部に対応しているものも含まれる。

本発明の好ましい態様によれば、前記伝動部材は複数の歯車が噛合してなる歯車列であり、少なくとも１つの歯車のホイール部に多数のフィンを有することを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段とが一体的にプロセスカートリッジに備えられ、
前記プロセスカートリッジは、前記転写手段と前記露光手段及び前記駆動モータとの間に、画像形成装置の筐体上方から着脱自在に装着されることを特徴とする。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置の小型化を図るとともに、長時間の連続使用においても機内温度の上昇を抑え、常に安定して良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。

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。

〔第１の実施の形態〕図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるプロセスカートリッジを使用する小型のレーザビームプリンタ（以下「プリンタ」という。）を示す概略構成図である。

すなわち、本実施の形態に係るプリンタは、図中右下に配置され複数枚の記録媒体Ｐが載置される給紙部１と、給紙部１から記録媒体Ｐを一枚ずつ分離給送する給紙ローラ２と、給紙ローラ２の上部に配置され給紙ローラ２により分離された記録媒体を搬送する搬送ローラ対３と、搬送ローラ対３の上部に配置されるドラム状の像担持体である感光体８及
び感光体８に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段１７等を一体的に組み込んだプロセスカートリッジ７と、感光体８に対向配置した転写手段である転写ローラ９と、プロセスカートリッジ７の右方で感光体８の回転軸と略同一水平面上に配置され感光体８を走査露光する露光手段であるレーザスキャナ５と、転写手段９により記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して記録媒体に定着する定着手段１１と、定着手段１１で画像が定着された記録媒体を排出する排紙ローラ１２と、プリンタの筐体である外装カバー１３と、外装カバー１３の上面に形成され排紙ローラ１２により排紙された記録媒体を載置する排紙トレイ１４と、給紙ローラ２、感光体８及び定着手段１１等の被駆動対象を不図示のギヤ等により駆動する駆動モータ１６と、を備えている。

本実施の形態に係るプリンタは、給紙ローラ２、転写ローラ９及び定着手段１１を、プリンタの外装カバー１３の第１の面（図中左側の外装カバー１３側面）に面して、ほぼ垂直に一直線上に配置し、給紙部１をプリンタの接地面側の最下面に配置し、排紙トレイ１４をプリンタの最上面に配置して、全体としてＣ字型となるようにそれぞれを配置している。従って、給紙部１及び排紙トレイ１４の横方向の突出量を最小限とすることができ、プリンタの設置面積が小さくコンパクト化を実現できる。

また、定着手段１１は、プリンタの最上部の外装カバー１３に近接して配置される。

このように、定着手段１１をプリンタの最上部に配置したので、定着手段１１から発生する熱は、外装カバー１３に形成された不図示のルーバからプリンタ外部に排出される。また、定着手段から発せられる熱は上方に放出されるので、定着手段１１よりも下方又は横方に配置されているプロセスカートリッジ７やレーザスキャナ５は、熱の影響を受けにくく、常に安定して良好な出力画像を得ることが可能となる。

レーザスキャナ５は、レーザ光を感光体８上に走査しながら照射するポリゴンミラー５ａと、ポリゴンミラー５ａを回転させるスキャナモータ５ｂと、を備える。スキャナモータ５ｂは垂直方向の回転軸を有し、該回転軸にポリゴンミラー５ａが軸支される。

レーザスキャナ５は、プリンタの外装カバー１３の給紙ローラ２、転写ローラ９及び定着手段１１が配置される第１の面に対向する第２の面側（図中右側の外装カバー１３側面）に配置される。また、レーザスキャナ５は光学ステイ２３上に載置される。

駆動モータ１６は、第２の面側のレーザスキャナ５よりも上方に配置される。

このため、最大の熱源である定着手段１１からレーザスキャナ５を遠ざけることができ、レーザスキャナ５が定着手段１１の熱による影響を受けることが防止される。また、駆動モータ１６の熱は上方に放出されるので、レーザスキャナ５が、駆動モータ１６からの熱の影響を受けることも防止される。更に、定着手段１１と駆動モータ１６とを離して配置するので熱源が分散されてプリンタ内部の局所的な異常昇温を防止することができる。このためプリンタの長時間での使用においても機内の温度上昇を抑える事が可能となり、安定して良好な画像を得ることができる。

更に、レーザスキャナ５は光学ステイ２３を介して水平に設置されるので、スキャナモータ５ｂの軸受けに作用する負荷は無くなり、軸受けの削れ等によってスキャナモータ５ｂの寿命が短くなる等の不具合を防止することができる。

プロセスカートリッジ７は、感光体８、感光体８に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段１７、帯電ローラ１８及びクリーナ１９等を一体化したものである。そして、プロセスカートリッジ７は、転写手段９とレーザスキャナ５との間であって、感光体
８が転写手段９と所定のニップを形成して対向配置する位置に着脱自在に装着される。

排紙トレイ１４の一部は着脱自在とされ、排紙トレイ１４の一部を開けることによりプリンタ内部が開放され、プロセスカートリッジ７にプリンタ外部から直接アクセス可能となる。そして、プロセスカートリッジ７の着脱は、排紙トレイ１４の一部を開いて、そこからプロセスカートリッジ７をプリンタの上方に引き抜くようにして行われる。

また、レーザスキャナ５及び駆動モータ１６を覆う光学カバー４０が排紙トレイ１４の一部を開けたことにより形成される開口部の側面に配置される。このためプロセスカートリッジ７の着脱軌跡にスキャナ５や駆動モータ１６の凹凸が無いので、ジャム処理時にプロセスカートリッジを取り出すと記録媒体の搬送路が全て見渡せ、ジャム処理の操作性が向上する。

このように、本実施の形態のプリンタは、排紙トレイ１４の一部を開けて形成される開口からプロセスカートリッジ７への距離が短いので、プロセスカートリッジ７へのアクセス性が良く、ユーザビリティ上好ましい。

図２は本実施の形態に係るプリンタの内部構造を示す図である。

図２は、プリンタの外装カバー１３を外した状態を、レーザスキャナ５が配置される第２の面側がら見た斜視図である。

本実施の形態に係るプリンタは、不図示のプリンタの外装カバー１３の第１の面（図中奥側）及び第２の面（図中手前側）に隣接する金属製の側板２０と、側板２０に対向する側板２１と、側板２０及び２１の間に配置され両側板を接続する光学ステイ２３と、給紙手段１の底板２４と、をボルト等の締結手段により固定して箱型に構成される。

レーザスキャナ５は図２に示すように、光学ステイ２３の略中央に固定される。そして、レーザスキャナ５よりもやや上方の側板２０とレーザスキャナ５との間の空間には、駆動モータ１６が、側板２０にボルト止めされている。

尚、側板２１、光学ステイ２３及び底板２４は、金属製とすることが剛性を確保する点から望ましいが、樹脂等により構成しても構わない。特に、光学ステイ２３を熱伝導率が低い樹脂製とした場合には、側板２０に配置した駆動モータ１６からの熱がレーザスキャナ５に伝導されにくくなり、スキャナ５への熱の影響を防止する観点からは望ましい。

図３及び図４は本実施の形態に係るプリンタの内部構造を示す図である。

図３及び図４は、プリンタの外装カバー１３を外した状態を、側板２０の外側がら見た斜視図である。

側板２０のプリンタ内部側には駆動モータ１６がボルト止めされる。駆動モータ１６の駆動力は伝動部材を介して、不図示の給紙ローラ２、感光体８及び定着手段１１等の被駆動対象に伝達される。

駆動モータ１６の駆動軸には、モータピニオン１６ａが側板２０のプリンタ外部側に突出するように取付けられる。また、ギヤ３１は、モータピニオン１６ａに噛合する位置に軸支される。そして、ギヤ３２及び３３が、ギヤ３１のボス部の外周面に形成されるギヤに噛合する位置にそれぞれ軸支される。更に、不図示のギヤ３２及び３３に噛合するギヤを適宜配置される。従って、モータピニオン１６ａ、ギヤ３１、ギヤ３２及び３３等によ
り伝動部材が構成される。尚、適宜各ギヤには動力の伝達及び非伝達を制御するクラッチを設けても構わない。

このように、側板２０のプリンタ内部側に駆動モータ１６を配置し、側板２０の外側には、伝動部材としてのギヤ３１、３２及び３３等を配置するので、側板２０の外側へ駆動モータが突出することが無く、側板２０の外側への突出量は各ギヤの厚みだけで済むので、プリンタの幅方向の小型化を実現できる。また、駆動モータ１６の熱を金属製の側板２０に伝え、効果的に放熱してプリンタ内部が異常に昇温することが防止される。

また、図４に示すように、歯車列であるギヤ３１、３２及び３３等のホイール部には多数のフィン３１ａ、３２ａ、３３ａが形成される。そして、ギヤ３１、３２及び３３の回転に伴って、フィン３１ａ、３２ａ、３３ａにより、側板２０又は後述するカバー部材３０に向かう空気の流れが作り出される。

従って、ギヤ３１、３２及び３３の回転に伴って、プリンタの筐体内に空気の流れを作り出して、プリンタ内部の熱の滞留を防止するとともに、駆動モータ１６及び定着手段１１の放出する熱が伝導される側板２０及び後述するカバー部材３０を効果的に冷却することが可能となる。

更に、図３に示すように、側板２０に配置されるギヤ３１、３２及び３３を覆う金属製のカバー部材３０が側板２０から所定の間隔を開けて配置される。カバー部材３０は、側板２０のプリンタ内部側から取付けられた駆動モータ１６の側板２０への取付け面の一部に対応して、側板２０と当接する当接部３０ａにより側板２０へ取り付けられる。尚、当接部３０ａは、駆動モータ１６の側板２０への取付け面に対応して出来るだけ面積を大きくとるように構成することが好ましい。

このため、駆動モータ１６の熱が金属製の側板２０及びカバー部材３０に伝導して効果的に放熱され、レーザスキャナ５に熱的影響を与えることが無くなる。

前述した実施の形態をまとめると下記の通りである。

（１）露光されることにより表面に潜像が形成される像担持体８と、前記像担持体８を走査露光する露光手段５と、前記像担持体８に形成された潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写する転写手段９と、前記転写手段９により記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して記録媒体に定着する定着手段１１と、を備える画像形成装置において、画像形成装置の筐体１３を形成する第１の面及び前記第１の面に対向して配置される第２の面と、前記第１の面及び前記第２の面に隣接する金属製の側板２０と、を備え、前記転写手段９及び前記像担持体８を前記第１の面側に配置するとともに、前記定着手段１１を前記転写手段９及び前記像担持体８よりも上方の前記第１の面側に配置し、前記露光手段５を前記第２の面側に配置するとともに、前記定着手段１１及び前記像担持体８を回転駆動する駆動モータ１６を前記露光手段５よりも上方の前記第２の面側の前記側板２０に備えた。

このため、側板２０と露光手段５との間のスペースに駆動モータ１６を配置することで配置効率を高め、画像形成装置を小型化することが可能となる。更に側板２０を金属製とすることで駆動モータ１６から発生した熱は側板に効果的に伝導され、更に定着手段１１と駆動モータ１６とを画像形成装置の上方で双方を隔離して配置しているので、熱源が分散され装置内部の昇温を抑え、長時間の使用においても常に良好な画像を得ることができる。

（２）前記駆動モータ１６の駆動力を前記定着手段１１及び前記像担持体８に伝動する伝動部材１６ａ、３１、３２及び３３等を備え、前記駆動モータ１６は前記側板２０の画像形成装置内部側に取付けられるとともに、前記伝動部材は前記側板の画像形成装置外部側に配置され、
更に、前記伝動部材を覆う金属製のカバー部材３０を備え、前記カバー部材３０は、前記駆動モータ１６の前記側板への取付け面に対応して、前記側板と当接する当接部３０ａを有する。

このため、カバー部材３０にも駆動モータ１６の熱を効率良く伝導して装置内部の昇温を更に抑えることができる。

（３）前記伝動部材は複数の歯車が噛合してなる歯車列であり、少なくとも１つの歯車のホイール部に多数のフィンを有する。

このため、各伝動部材に有するフィンによりエアフローで側板２０とカバー部材３とを冷却することで排熱性を高め装置内の昇温を抑えることができる。

（４）前記像担持体８と、前記像担持体８に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段１７とが一体的にプロセスカートリッジ７に備えられ、
前記プロセスカートリッジ７は、前記転写手段９と前記露光手段５及び前記駆動モータ１６との間に、画像形成装置の筐体１３上方から着脱自在に装着される。

このため、プロセスカートリッジが記録媒体の搬送方向に沿って略鉛直方向に着脱され、着脱軌跡が駆動モータの配置と重ならないため、プロセスカートリッジ７を取り出した後の空間には、側板２０から内側に突出する部分が無い。このため、ジャム処理時に記録媒体の搬送経路を見渡すことができ、ジャム処理性が向上する。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は本実施の形態に係るプリンタの内部構造を示す図である。 図３は本実施の形態に係るプリンタの内部構造を示す図である。 図４は本実施の形態に係るプリンタの内部構造を示す図である。 図５は従来の画像形成装置を示す概略構成図である。

符号の説明

５ レーザスキャナ（露光手段）
８ 感光体（像担持体）
７ プロセスカートリッジ
９ 転写ローラ（転写手段）
１１ 定着手段
１３ 外装カバー（画像形成装置の筐体）
１６ 駆動モータ
２０ 側板
３０ カバー部材
３１、３２、３３ 歯車列（伝動部材）

Claims (4)

1. 露光されることにより表面に潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体を走査露光する露光手段と、
   前記像担持体に形成された潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写手段により記録媒体に転写されたトナー像を加熱・加圧して記録媒体に定着する定着手段と、を備える画像形成装置において、
   画像形成装置の筐体を形成する第１の面及び前記第１の面に対向して配置される第２の面と、
   前記第１の面及び前記第２の面に隣接する金属製の側板と、を備え、
   前記転写手段及び前記像担持体を前記第１の面側に配置するとともに、前記定着手段を前記転写手段及び前記像担持体よりも上方の前記第１の面側に配置し、
   前記露光手段を前記第２の面側に配置するとともに、前記定着手段及び前記像担持体を回転駆動する駆動モータを前記露光手段よりも上方の前記第２の面側の前記側板に備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動モータの駆動力を前記定着手段及び前記像担持体に伝動する伝動部材を備え、
   前記駆動モータは前記側板の画像形成装置内部側に取付けられるとともに、前記伝動部材は前記側板の画像形成装置外部側に配置され、
   更に、前記伝動部材を覆う金属製のカバー部材を備え、
   前記カバー部材は、前記駆動モータの前記側板への取付け面に対応して、前記側板と当接する当接部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記伝動部材は複数の歯車が噛合してなる歯車列であり、
   少なくとも１つの歯車のホイール部に多数のフィンを有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段とが一体的にプロセスカートリッジに備えられ、
   前記プロセスカートリッジは、前記転写手段と前記露光手段及び前記駆動モータとの間に、画像形成装置の筐体上方から着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。

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