JP2006184498A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飛散したトナーによる悪影響の発生を防止でき、且つ効率よく冷却できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置１では、左右方向に間隔を開けて対向する左フレーム１８および右フレーム１９の間に区画された収容空間１７に、光学ユニット２、感光体ドラム１０、現像ユニット１２等を収容している。収容空間１７は、仕切り板２２により、左フレーム１８および右フレーム１９につながった第１収容空間２３および第２収容空間２４に仕切られていて、第１収容空間２３に、光学ユニット２が収容され、第２収容空間２４に現像ユニット１２が収容されている。第１収容空間２３は、左フレーム１８に設けられた第１の送風ファン３１により冷却される。第２収容空間２４は、右フレーム１９に設けられた第２の送風ファン３２により冷却される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、プリンタ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置には、画像形成に必要な構成要素として、感光体ドラムに静電潜像を形成するためのビーム光を得るための光学ユニット、電源装置等を有し、これらを冷却風により冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１では、冷却風を送るために、互いに分岐した２つのダクトを選択的に開閉可能に設けている。開いたダクトを通じて、このダクトに対応して配置された構成要素に冷却風を送風するようにしている。

また、従来の他の画像形成装置として、画像形成装置の内部全体に冷却風を送るようにしているものがある。
特開平８−３２４０６８号公報

しかし、従来の他の画像形成装置では、内部全体に冷却風が送られるので、未定着のトナーが飛散する虞がある。飛散したトナーは、光学ユニットに悪影響を与える虞がある。また、全体が冷却されるので、構成要素ごとに適した冷却を実現できない。
また、特許文献１では、ダクトが閉じられている間、このダクトに対応する構成要素を冷却できないので、画像形成装置全体を効率よく冷却できない。

そこで、この発明の目的は、飛散したトナーによる悪影響の発生を防止することが可能であり、且つ全体を効率よく冷却できる画像形成装置を提供することである。

本発明は、左右の側面を区画する左フレームおよび右フレームと、上記左フレームおよび右フレームの間に形成され、画像形成に必要な構成要素が収容される収容空間と、上記収容空間を、少なくとも２つの空間であって、各空間は左フレームおよび右フレームにつながった第１収容空間および第２収容空間に仕切る仕切り手段と、左フレームおよび右フレームの何れか一方に設けられ、第１収容空間へ外気を導入するための第１の冷却風供給手段と、左フレームおよび右フレームの何れか他方に設けられ、第２収容空間へ外気を導入するための第２の冷却風供給手段とを有することを特徴とする。本発明によれば、第１収容空間および第２収容空間を互いに仕切ってあるので、両収容空間の何れか一方にトナーが飛散する虞がある構成要素を収容し、且つ両収容空間の何れか他方に飛散したトナーから回避させたい構成要素を収容することを採用でき、その結果、トナーの飛散に起因した悪影響が発生することを防止することが可能となる。さらに、第１および第２収容空間を互いに仕切り、且つ第１および第２の冷却風供給手段を互いに独立して設けてあるので、第１および第２収容空間ごとに、そこに収容された構成要素に適した態様で冷却でき、全体として効率よく冷却することができる。

また、本発明において、上記第１収容空間には、光学ユニットが収容され、上記第２収容空間には、現像ユニットが収容されている場合がある。この場合、仮に現像ユニットからトナーが飛散するとしても、飛散したトナーが光学ユニットに悪影響を及ぼすことを防止できる。十分な冷却が必要な光学ユニットと、弱い冷却でも十分な現像ユニットとを、別々に適した態様で冷却できるので、全体として効率よく冷却することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置がプリンタである場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、例えば、画像形成装置が複写機、ファクシミリ等であってもよい。
図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略構成を模式的に示す一部断面側面図である。

画像形成装置１は、画像形成に必要な構成要素として、外部より与えられる画像データに基づきこの画像データに応じた所定のビーム光を得るための光学ユニット２と、所定のビーム光に応じた潜像を形成してこの潜像をトナー像に顕像化して転写材としての用紙に転写するための画像形成部３と、この画像形成部３により転写されたトナー像を用紙に加熱定着させる定着ユニット４と、画像形成部３に用紙を供給する用紙供給部５と、上述の各部２，３，４，５の動作を制御するための回路基板（図示せず）と、この回路基板および上述の各部２，３，４，５に電力を供給したり画像形成部３に所要の高電圧を印加するための電源装置（図示せず）とを有している。また、画像形成装置１は、画像形成に必要な上述の構成要素を支持するとともに収容するハウジング６を有している。

また、ハウジング６内には、用紙を搬送するための第１，第２および第３の用紙搬送路７，８，９が区画されている。用紙は、用紙供給部５から繰り出されて、第１の用紙搬送路７に沿って搬送されて画像形成部３に至り、次に第２の用紙搬送路８に沿って搬送されて定着ユニット４に至り、その後、第３の用紙搬送路９に沿って機外へ搬送される。
光学ユニット２は、レーザビーム発生装置（ＬＳＵ）からなる。このレーザビーム発生装置は、例えば、信号処理部（図示せず）からの信号に応じて発振させた半導体レーザ等からのレーザ光を、ポリゴンミラー、レンズ等を介して所定のビーム光を得る。

画像形成部３は、光に応じた潜像を形成するための円柱形状をなす感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０を帯電させる帯電チャージャ１１と、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を容器から現像ローラを用いて供給されるトナーにより顕像化するための現像ユニット１２と、トナー像が転写された後の感光体ドラム１０の表面をクリーニングするためのクリーナ１３と、トナー像を転写材としての用紙に転写する転写部１４とを有している。

転写部１４は、感光体ドラム１０に対向して設けられた転写ローラを含み、用紙を所定方向に搬送しながら、感光体ドラム１０に形成されたトナー像を搬送中の用紙に転写する。転写部１４は、第１および第２の用紙搬送路７，８の一部を区画する板状のベース部材１５により支持されている。このベース部材１５はハウジング６に取り付けられる。転写部１４と、ベース部材１５とは、転写ユニット１６の少なくとも一部を構成する。

定着ユニット４は、搬送された用紙および用紙上にあるトナーを加熱しつつ回転する熱ローラ４ａと、この熱ローラ４ａと対向し押圧して接触する圧ローラ４ｂと、熱ローラ４ａの内部に配置される熱源としてのヒータランプ（図示せず）と、これらを収容するケース４ｃとを含んでいる。
光学ユニット２により画像データに応じたビーム光を発生させる。これとともに、感光体ドラム１０を回転させつつ、感光体ドラム１０の外周面を、帯電チャージャ１１により均一に帯電し、次いで光学ユニット２からのレーザ光によって露光する。これにより、感光体ドラム１０の外周面に所望の画像を結像させて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像ユニット１２によりトナー像に顕像化する。用紙供給部５からの用紙は、一対のレジストローラにより所定のタイミングで感光体ドラム１０と転写部１４との間に搬送される。転写部１４により用紙にトナー像が転写される。用紙は定着ユニット４へ搬送される。定着ユニット４によりトナー像は用紙に定着される。

図２は、ハウジング６の模式図である。図１および図２を参照する。
本実施形態では、感光体ドラム１０の中心軸線１０ａが左右方向Ｘに沿って延びるように配置される場合に則して説明する。
ハウジング６は、金属部材、合成樹脂部材等の硬質部材により箱状に形成されている。ハウジング６は、その内部に、画像形成に必要な上述の構成要素を収容する収容空間１７を区画している。

ハウジング６は、構造材として、左右方向Ｘに対向して配置される板状をなす左フレーム１８および右フレーム１９と、左フレーム１８および右フレーム１９を支持し画像形成装置１の下面を形成する支持部材としての底板２０とを有している。左フレーム１８および右フレーム１９は、互いの間に所定間隔を開けて配置されている。左フレーム１８は、主面としての左側面１８ａと、主面としての右側面１８ｂとを区画している。右フレーム１９は、主面としての左側面１９ａと、主面としての右側面１９ｂとを区画している。

また、ハウジング６は、当該画像形成装置１の外郭を形成する外郭部材として、左フレーム１８および右フレーム１９を取り囲むカバー２１を有している。カバー２１は、複数の部材により構成されていて、下面を有しない箱形状をなしている。また、ハウジング６は、収容空間１７を仕切る仕切り手段としての仕切り板２２を有している。仕切り板２２は、左フレーム１８および右フレーム１９の間に配置されている。

収容空間１７は、左フレーム１８および右フレーム１９の間に区画されるとともに、左フレーム１８と、右フレーム１９と、底板２０と、カバー２１の一部分であって外郭の上面６ａ、前面６ｂおよび後面６ｃをそれぞれ区画する部分とにより区画されている。
収容空間１７は、仕切り手段としての仕切り板２２および転写ユニット１６により、４つの空間すなわち、第１，第２，第３および第４収容空間２３，２４，２５，２６に仕切られている。本実施形態では、第１および第２収容空間２３，２４は、互いに独立して冷却される。

第１収容空間２３は、左フレーム１８の後部の上部にある部分１８ｃと、右フレーム１９の後部の上部にある部分１９ｃと、外郭の上面６ａの後部を形成するカバー２１の部分と、ハウジング６の一部分６ｄと、仕切り板２２とにより区画される。なお、ハウジング６の一部分６ｄは、左フレーム１８と右フレーム１９とを接続し第３の用紙搬送路９の一部を区画する。第１収容空間２３には、光学ユニット２の全体が収容されている。

第１収容空間２３は、左右方向Ｘについては、左フレーム１８の右側面１８ｂと、右フレーム１９の左側面１９ａとに達している。左フレーム１８において第１収容空間２３の内壁を形成する部分１８ｃには、冷却風の入口としての開口２７が形成されている。右フレーム１９において第１収容空間２３の内壁を形成する部分１９ｃには、冷却風の出口としての複数の開口２８（一部のみ図示）が形成されている。第１収容空間２３は、左フレーム１８の開口２７、右フレーム１９の開口２８を介して、機外に連通している。

第２収容空間２４は、左フレーム１８の前部の上部にある部分１８ｄと、右フレーム１９の前部の上部にある部分１９ｄと、外郭の上面６ａの前部を形成するカバー２１の部分と、外郭の前面６ｂの上部を形成するカバー２１の部分と、仕切り板２２と、転写ユニット１６の前部１６ａとにより区画されている。第２収容空間２４には、感光体ドラム１０、帯電チャージャ１１、現像ユニット１２、クリーナ１３等が収容されている。

第２収容空間２４は、左右方向Ｘについては、左フレーム１８の右側面１８ｂと、右フレーム１９の左側面１９ａとに達している。右フレーム１９において第２収容空間２４の内壁を形成する部分１９ｄには、冷却風の入口としての開口２９が形成されている。左フレーム１８において第２収容空間２４の内壁を形成する部分１８ｄには、冷却風の出口としての複数の開口３０が形成されている。第２収容空間２４は、左フレーム１８の開口３０、右フレーム１９の開口２９を介して、機外に連通している。

第３収容空間２５および第４収容空間２６は、左右方向Ｘについて、左フレーム１８の右側面１８ｂと、右フレーム１９の左側面１９ａとに達している。第３収容空間２５は、転写ユニット１６と、外郭の前面６ｂの下部を形成するカバー２１の部分と、外郭の後面６ｃの下部を形成するカバー２１の部分と、底板２０とにより区画される。第３収容空間２５には、用紙供給部５が収容されている。また、第４収容空間２６は、転写ユニット１６の後部１６ｂと、外郭の後面６ｃの上部を形成するカバー２１の部分と、仕切り板２２とにより区画される。第４収容空間２６には、定着ユニット４が収容されている。

第１収容空間２３と第２収容空間２４とは、前後方向Ｙに並んでいて、仕切り板２２の傾斜状の前部２２ａにより仕切られている。
第２収容空間２４と第３収容空間２５とは、上下方向Ｚに並んでいて、転写ユニット１６により仕切られている。
第３収容空間２５と第４収容空間２６とは、上下方向Ｚに並んでいて、転写ユニット１６の後部１６ｂにより仕切られている。

第１収容空間２３と第４収容空間２６とは、上下方向Ｚに並んでいて、仕切り板２２の後部２２ｂにより仕切られている。
第２収容空間２４と第４収容空間２６とは、前後方向Ｙに並んでいて、仕切り板２２の中央部に設けられた下垂部２２ｃにより仕切られているとともに、その下方にある第２の用紙搬送路８を介して連通している。

仕切り板２２は、第１および第２収容空間２３，２４の間において、第２収容空間２４のトナーが第１収容空間２３内に侵入しないように、第１および第２収容空間２３，２４を互いに仕切っている。
具体的には、仕切り板２２は、左右方向Ｘについては、右フレーム１９と隙間なく接続され、左フレーム１８と隙間なく接続されている。仕切り板２２は、感光体ドラム１０から光学ユニット２を覆うように延びている。仕切り板２２は、光学ユニット２が覆われる大きさか、この大きさよりも大きく形成されている。

仕切り板２２は、感光体ドラム１０の中心軸線１０ａを切る断面（図１に相当する。）において、所定領域において、第１および第２収容空間２３，２４の連通を阻止している。上述の所定領域は、未定着のトナーが飛散する虞のある領域、すなわち、現像ユニット１２の現像ローラ１２ａ、感光体ドラム１０、および第２の用紙搬送路８から、飛散したトナーが達しない程度の所定距離を離隔した領域である。

また、仕切り板２２は、光学ユニット２を支持し、第２および第３の用紙搬送路８，９に臨んでいる。なお、仕切り板２２は、光学ユニット２からのビーム光を透過させるための開口２２ｄを有している。この開口２２ｄは透光性部材により覆われている。
より好ましくは、仕切り板２２は、左フレーム１８と右フレーム１９との間において、第１および第２収容空間２３，２４を、互いに連通しないように密封状態で、互いに独立して区画するようにしてもよい。

図３は、図１の III− III断面を示す画像形成装置１の模式図である。図２と図３を参照する。
画像形成装置１は、第１収容空間２３を冷却するための第１風路Ｆ１と、第２収容空間２４を冷却するための第２風路Ｆ２と、第１風路Ｆ１に設けられて第１収容空間２３へ外気を導入するための第１の冷却風供給手段としての第１の送風ファン３１と、第２風路Ｆ２に設けられて第２収容空間２４へ外気を導入するための第２の冷却風供給手段としての第２の送風ファン３２とを有している。なお、第１および第２風路Ｆ１，Ｆ２は、当該風路を流れる空気流を示す矢印Ｆ１，Ｆ２により図示している。

第１風路Ｆ１は、カバー２１に設けられた第１の入口開口３３と、第１収容空間２３と、カバー２１に設けられた第１の出口開口３４とを有している。
第２風路Ｆ２は、カバー２１に設けられた第２の入口開口３５と、第２収容空間２４と、カバー２１に設けられた第２の出口開口３６とを有している。
第１および第２風路Ｆ１，Ｆ２は、ハウジング６内部において互いに仕切られている。また、第１および第２の送風ファン３１，３２は、互いに兼用されておらず、第１および第２風路Ｆ１，Ｆ２へ互いに独立して送風できるようにされている。

第１および第２の送風ファン３１，３２は、同様の構造を有しているが、第１の送風ファン３１は、第２の送風ファン３２に比べて、送風能力を高められていて、例えば単位時間当たりの風量、および風速の少なくとも一方が高くされている。
第１の送風ファン３１は、駆動源としての電動モータ（図示せず）により駆動されて回転することにより、第１風路Ｆ１に沿って空気流を流すことができる。第１の送風ファン３１は、空気流の流れ方向に沿って、第１収容空間２３よりも上流側に隣接した位置である左フレーム１８の開口２７に配置され、第１収容空間２３に冷却風を送り込むことができるようにされている。

第２の送風ファン３２は、駆動源としての電動モータ（図示せず）により駆動されて回転することにより、第２風路Ｆ２に沿って空気流を流すことができる。第２の送風ファン３２は、空気流の流れ方向に沿って、第２収容空間２４よりも上流側に隣接した位置である右フレーム１９の開口２９に配置され、第２収容空間２４に冷却風を送り込むことができるようにされている。

このように、第１および第２収容空間２３，２４よりも上流側にある第１および第２の送風ファン３１，３２により、下流側に送風ファンがある場合（図示せず）に比べて、対応する第１および第２収容空間２３，２４を効果的に冷却することができる。
第１の送風ファン３１が運転されると、矢印Ｆ１で示すように、機外の空気が、カバー２１の第１の入口開口３３から機内に取り入れられる。取り入れられた空気は、左フレーム１８の開口２７を通じて、第１収容空間２３へ導入され、光学ユニット２を冷却する。第１収容空間２３内にある空気は、右フレーム１９の開口２８を通り、カバー２１の第１の出口開口３４を通じて機外に排出される。

第２の送風ファン３２が運転されると、矢印Ｆ２で示すように機外の空気が、カバー２１の第２の入口開口３５から機内に取り入れられる。取り入れられた空気は、右フレーム１９の開口２９を通じて、第２収容空間２４へ導入され、画像形成部３の現像ユニット１２等を冷却する。第２収容空間２４内にある空気は、左フレーム１８の開口３０を通り、カバー２１の第２の出口開口３６を通じて機外に排出される。

このように本発明の第１実施形態では、収容空間１７が第１収容空間２３および第２収容空間２４に仕切り手段としての仕切り板２２により互いに仕切られるようにされている。これにより、飛散したトナーから回避させたい光学ユニット２を第１収容空間２３に収容でき、トナーの飛散源となる虞がある現像ユニット１２を第２収容空間２４に収容できるようになる。その結果、トナーの飛散に起因した悪影響が光学ユニット２に発生することを防止することができる。

さらに、第１および第２収容空間２３，２４を互いに仕切り、且つ第１および第２の送風ファン３１，３２を互いに独立して設けてあるので、第１および第２収容空間２３，２４ごとに、そこに収容された構成要素に適した態様で冷却することができる。例えば、強くて十分な冷却が必要な光学ユニット２と、弱い冷却でも十分な現像ユニット１２とを、別々に適した態様で冷却できる。従って、全体として効率よく冷却することができる。

例えば、光学ユニット２では、レンズの温度が上昇することに起因する光学ユニット２の性能が劣化することを防止できる。現像ユニット１２では、温度の上昇を防止でき、トナーに塊が生じるブロッキング等の不具合が発生する虞がない。しかも、十分な冷却の必要な構成要素に合わせた強い冷却風が現像ユニット１２に吹きつけられずに済み、また、現像ユニット１２のための冷却風を弱めることができ、その結果、トナーの飛散の発生を抑制することができる。さらに、万一、トナーが飛散するとしても、飛散したトナーが第１収容空間２３に侵入せず、光学ユニット２のレンズへのトナーの付着を防止できる。

第１および第２の送風ファン３１，３２を、所定方向から見たときに、互いに所定位置を挟んだ点対称となる左フレーム１８および右フレーム１９の位置にそれぞれ配置するようにしている。上述の所定方向は、左フレーム１８および右フレーム１９が互いに対向する方向と、第１収容空間２３および第２収容空間２４が互いに並ぶ方向とを含む平面の法線方向である。所定位置は、上述の所定方向から見たときの画像形成装置１の外郭の輪郭の中心位置Ｃである。本実施形態では、平面視で、両送風ファン３１，３２は、中心位置Ｃを挟んで互いに点対称の位置に配置されている。これにより、大きくなる傾向にあるファン取付用の開口２７，２９を、両方のフレーム１８，１９に分散させて配置できるので、ファン取付用の開口が一方のフレームのみに集中する場合に比べて、両フレーム１８，１９の全体の剛性および強度を高めることができる。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図４は、本発明の第２実施形態の画像形成装置１Ａの変形例の概略構成を模式的に示す側面図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ断面を模式的に示す断面図である。

第２実施形態では、収容空間１７は第１〜第３収容空間２３，２４，２５に仕切られている。なお、第１実施形態の第４収容空間２６（図１参照）は廃止されている。また、第１収容空間２３と第３収容空間２５とは、仕切り手段としての定着ユニット４により仕切られている。これにより、第１収容空間２３には、光学ユニット２に加えて、定着ユニット４の一部である熱ローラ４ａを収容するケース４ｃの一部が収容されていて、定着ユニット４を強く冷却することができる。また、第３収容空間２５に、定着ユニット４の残りの部分が収容されている。

また、第２実施形態において、第１収容空間２３に定着ユニット４の全体を配置することも考えられる。このように、第１収容空間２３には、光学ユニット２の他、強い冷却の必要な構成要素の少なくとも一部であってトナーが飛散する虞のない少なくとも一部を収容するようにしてもよい。
この他、収容空間１７は、仕切り手段により第１収容空間２３および第２収容空間２４からなる２つのみの空間に仕切られることも考えられる。収容空間１７は、仕切り手段により、少なくとも２つの空間に仕切られていればよい。

また、第１の送風ファン３１を、第１収容空間２３内の空気を吸い出すように、右フレーム１９に設けて空気流の流れ方向に沿って第１収容空間２３よりも下流側に配置し、第２の送風ファン３２を、第２収容空間２４内の空気を吸い出すように、左フレーム１８に設けて空気流の流れ方向に沿って第２収容空間２４よりも下流側に配置してもよい。
また、第１および第２の送風ファン３１，３２の構造を互いに異ならせてもよい。また、逆に、第１および第２の送風ファン３１，３２の構造や、風速、風量等の仕様を全く同じにすることも考えられる。

また、仕切り板２２は、光学ユニット２と別体で形成されてこれを支持する部材であったが、これには限定されず、例えば光学ユニット２を支持せずに左フレーム１８と右フレーム１９とを接続する部材（図示せず）であってもよいし、光学ユニット２と一体に形成されることも考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略構成の一部断面側面図である。 図１のハウジングの模式図である。 図１の III− III断面を示す画像形成装置の模式図である。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の概略構成を模式的に示す側面図である。 図４に示すＶ−Ｖ断面を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ 画像形成装置
２ 光学ユニット（画像形成に必要な構成要素）
１２ 現像ユニット（画像形成に必要な構成要素）
１７ 収容空間
１８ 左フレーム
１８ａ，１９ａ 左側面（側面）
１８ｂ，１９ｂ 右側面（側面）
１９ 右フレーム
２２ 仕切り板（仕切り手段）
２３ 第１収容空間
２４ 第２収容空間
３１ 第１の送風ファン（第１の冷却風供給手段）
３２ 第２の送風ファン（第２の冷却風供給手段）

Claims (2)

1. 左右の側面を区画する左フレームおよび右フレームと、
   上記左フレームおよび右フレームの間に形成され、画像形成に必要な構成要素が収容される収容空間と、
   上記収容空間を、少なくとも２つの空間であって、各空間は左フレームおよび右フレームにつながった第１収容空間および第２収容空間に仕切る仕切り手段と、
   左フレームおよび右フレームの何れか一方に設けられ、第１収容空間へ外気を導入するための第１の冷却風供給手段と、
   左フレームおよび右フレームの何れか他方に設けられ、第２収容空間へ外気を導入するための第２の冷却風供給手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記第１収容空間には、光学ユニットが収容され、上記第２収容空間には、現像ユニットが収容されていることを特徴とする画像形成装置。

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