JP2009103894A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００が設けられた電気基板１１２と、電気基板１１２に隣接して配置された絶縁シート１２７と、を備える画像形成装置において、電気基板１１２には、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離が所定の距離以上となるように、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間にスリット部３０２が形成されており、絶縁シート１２７においても、スリット部３０２の位置と対応する位置にスリット部４００が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来、レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、感光層を有する像担持体を帯電するための帯電部材と、像担持体の表面をレーザ光等によって走査露光して形成した潜像をトナー像として現像するための現像器が備えられている。

さらに、現像されたトナー像をシート材等の転写材に転写するための転写部材と、転写されたトナー像を転写材上に定着させるためにＡＣ電源駆動によるヒータ等を有する定着器が備えられたものが主流となっている。

画像形成装置本体に設けられる上記の各部材は、装置本体内の電気基板上に設けられる高圧電源回路もしくは一次電源回路によって電圧が印加されて駆動する。例えば、帯電部材、現像器、転写部材には、高圧電源回路から数ｋｖの電圧が印加され、定着器には、一次電源回路に含まれる定着駆動回路部から電圧が印加される。

また、電気基板の半田面側には、電気基板と隣接して電気的絶縁材が配置される。なお、電気的絶縁材は、高圧電源回路または一次電源回路の実装部品と触れることのないように、電気基板と十分に距離を保って配置される。

このように同一の電気基板上に複数の電源回路、電源部等が配設される場合は、互いの動作に影響を及ぼさないように、各々の電源回路、電源部間の沿面距離を所定以上の距離とすることが規格上定められている。電源回路、電源部間の沿面距離を定める規格として、ＴＵＶ規格が知られている。

ＴＵＶ規格によれば、例えば同一の電気基板上に高圧電源回路と一次電源回路（定着駆動回路部を含む）が設ける場合、これらの電圧の電圧差を算出し、電圧差１ｋｖあたり２０ｍｍの沿面距離を設けることが規定されている。すなわち、ＴＵＶ規格によれば高圧電源回路と一次電源回路の間の必要沿面距離は次式で求められる。
必要沿面距離（ｍｍ）＝電圧差（ｋｖ）×２０ｍｍ／ｋｖ

このように、従来の画像形成装置は、同一の電気基板上の高圧電源回路から一次電源回路の沿面距離がＴＵＶ規格を満たすように、さらに電気的絶縁材が高圧電源回路及び一次電源部の実装部品に接触しないように構成されていた。特許文献１には、十分に沿面距離を確保した画像形成装置の構成が開示されている。

特開平０５−００２２９１号公報

しかしながら、上記従来例に係る画像形成装置では、以下に示す問題を生じる。

ＴＵＶ規格で規定される沿面距離を満たすためには、同一の電気基板上に配置される高圧電源回路、一次電源回路等の配置に制限が生じるので、画像形成装置本体を小型化することが困難であった。また、電気基板上の限られたスペースでＴＵＶ規格を満足させよう
とすると、その対策にコストがかかってしまっていた。

また、電気基板の半田面側に電気基板と隣接して配置された電気的絶縁材は、高圧電源回路または一次電源回路の実装部品に触れることのないように電気基板と十分に距離を保つ必要があるので、画像形成装置本体を小型化することが困難であった。

上記現状に鑑みて本発明は、簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な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、高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、を備える画像形成装置において、前記電気基板には、前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にスリット部が形成されており、前記電気的絶縁材には、前記電気基板のスリット部の位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする。

また、高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、を備える画像形成装置において、前記電気基板には、前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にアースに接続されたグランドジャンパ線が設けられており、前記電気的絶縁材には、前記グランドジャンパ線の位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする。

また、高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、を備える画像形成装置において、前記電気基板には、前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にアースに接続されたグランドパターンが形成されており、前記電気的絶縁材には、前記グランドパターンの位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて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〜図３を参照して本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明を行う。

（画像形成装置の全体構成）
図１に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態に係る画像形成装置は、電子写真方式を用いるレーザビームプリンタ１３０（以下、装置本体１３０と称して説明を行う）である。

本実施の形態に係る画像形成装置には、後述する各駆動部材を駆動するエンジンパワーユニット６００が備えられている。エンジンパワーユニット６００は、ＣＰＵ１１３と、同一の電気基板１１２上に設けられる高圧電源回路部３０１、一次電源回路３００（定着駆動回路部を含む）、その他周辺回路によって構成され、電子写真プロセスの制御、シート材の搬送制御等を行う。また、高圧電源回路部３０１には、高圧出力部（不図示）が設けられる。さらに、電気基板１１２の半田面側に、電気基板１１２に隣接して絶縁シート（電気的絶縁材）１２７が配置されている。

装置本体１３０には複数のシート材１２５を積載する給送部１１６が備えられ、シート材１２５に画像を形成する際は、まず給送部１１６に積載されるシート材に当接する給送ローラ１１０が回転を開始し、シート材を１枚ずつ給送する。

給送ローラ１１０によって給送されるシート材は、給送ローラ１１０の搬送方向下流側に設けられるトップセンサ１１４を通過する際に、その搬送方向の長さが測定される。そしてトップセンサ１１４の測定結果に基づいて同期をとり、感光ドラム１０１の表面への画像の書き込み（記録／印字）が開始される。

感光ドラム１０１の表面へ画像を書き込む際は、まず１次帯電ローラ１０２によって感光ドラム１０１の表面を一様に帯電する。その後、外部装置（パーソナルコンピュータ等）１２６から送られる画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光１０６がレーザスキャナ１２４から射出され、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

本実施の形態におけるレーザスキャナ１２４は、画像信号に基づいてレーザ光１０６を射出するレーザユニット１０３と、レーザ光を走査するポリゴンモータ１０４と、ポリゴンレンズ１０５を備えるものである。また、外部装置１２６から入力される画像信号は、汎用インターフェースを介してビデオコントローラ１１８へ送られ、ビデオコントローラ１１８においてビットデータとして展開された後にＣＰＵ１１３で処理されるものである。

感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像に対して、トナーを収容する現像器１０７からトナーが供給され、静電潜像をトナー像として現像する。そして、感光ドラム１０１の回転に伴い、感光ドラム１０１の表面上のトナー像が感光ドラム１０１と転写ローラ１０８のニップ部まで搬送される。感光ドラム１０１と転写ローラ１０８のニップ部において、給送部１１６からトップセンサ１１４を介して搬送されたシート材にトナー像が転写される。

なお、本実施の形態では、感光ドラム１０１、１次帯電ローラ１０２、現像器１０７、転写ローラ１０８によって、画像形成部１２３が構成されている。画像形成部１２３を構成するこれらの部材には、駆動時に、エンジンパワーユニット６００に設けられる高圧電源回路部３０１から出力された数ｋｖの電圧が印加される。

トナー像が転写されたシート材は、定着器１０９に搬送され、定着器１０９においてシート材上にトナー像が定着する。本実施の形態における定着器１０９は、内部にセラミックヒータ１２０を有する定着フィルム１２８と、セラミックヒータ１２０の表面温度を検知するサーミスタ１２１、定着フィルム１２８に圧接する加圧ローラ１２９と、を備えるものである。

トナー像が定着したシート材はさらに下流へ搬送され、排出センサ１１５を介して排出
ローラ１１１によって排出トレイ１１７上に排出される。

（エンジンパワーユニットの概略構成）
図２を参照して、本実施の形態におけるエンジンパワーユニット６００の概略構成について説明する。図２（ａ）は、本実施の形態におけるエンジンパワーユニット６００を上面から見た様子を示すものであり、図２（ｂ）は、本実施の形態におけるエンジンパワーユニット６００を側面から見た様子を示すものである。

上記でも説明したように、本実施の形態におけるエンジンパワーユニット６００は、電気基板１１２と、高圧電源回路部３０１と、一次電源回路３００を備える。また、電気基板１１２の半田面側には、電気基板１１２に隣接して絶縁シート（電気的絶縁材）１２７が配置されている。なお、図２においては、ＣＰＵ１１３、その他周辺回路は省略する。

上記で説明したようにＴＵＶ規格によると、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離は、所定の距離以上にする必要がある。具体的には、以下の式で算出される沿面距離が必要になる。
必要沿面距離（ｍｍ）＝電圧差（ｋｖ）×２０ｍｍ／ｋｖ

ここで、よりわかりやすく説明を行うために、本実施の形態では高圧電源回路部３０１に−５ｋｖ、一次電源回路３００に１００ｖの一次電圧を印加するものとする。上式によると、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までには、少なくとも次式によって求められる沿面距離が必要になる。
必要沿面距離＝（０．１ｋｖ−（−５ｋｖ））×２０ｍｍ／ｋｖ＝１０２ｍｍ

これに対して本実施の形態では、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離を１０２ｍｍに確保しつつ、エンジンパワーユニット６００をよりコンパクトにすることが可能な構成を採用した。

具体的には、電気基板１１２の表面上において、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間にスリット部３０２を形成した。図２（ａ）に示すように、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間にスリット部３０２を設けると、スリット部３０２を迂回するようにして形成された図２（ａ）中の矢印が沿面距離に相当する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００を近づけてエンジンパワーユニット６００の構成を小型化させつつ、沿面距離をＴＵＶ規格で定められる距離以上に確保することが可能になる。このように、エンジンパワーユニット６００の構成を小型化することができるので、装置本体１３０の小型化も達成することが可能になる。

さらに本実施の形態では、絶縁シート１２７においても、電気基板１１２上のスリット部３０２の位置と対応する位置にスリット部４００が形成されていることを特徴とする。

図２（ｂ）に示すように、電気基板１１２上に設けられる高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００には、各々に実装部品ピン（電装部品）が設けられている。従来では、これらの実装部品ピンが絶縁シートに接触しないように、絶縁シートと電気基板の間隔を広く確保する必要があった。

仮に、各々の実装部品ピンの一部が絶縁シートに接触する場合は、電気基板上にスリット部を形成することで電気基板上の沿面距離をＴＵＶ規格に対応させたとしても、絶縁シート上では、各々の電装部品間の距離を、ＴＵＶ規格に対応させることが困難になる。つ
まり、各々の実装部品ピンの間を遮るものが形成されていないので、ＴＵＶ規格で定められる沿面距離を満たすことが困難になる。

これに対して本実施の形態では、電気基板１１２に形成したスリット部３０２に対応する位置に、絶縁シート上にスリット部４００を形成することで、各々の実装部品ピンどうしの沿面距離をＴＵＶ規格を満たす距離にすることが出来る。

よって、本実施の形態では、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の実装部品ピンが絶縁シート１２７に接触してもよいので、従来のように絶縁シートと電気基板の間隔を広く確保する必要がない。そのため、エンジンパワーユニット６００の構成を小型化させ、さらには装置本体１３０も小型化させることが可能になる。

また、本実施の形態では、スリット部３０２の幅、スリット部４００の幅を、少なくとも１ｍｍ以上とする。この構成によれば、高圧電源回路部３０１及び一次電源回路３００が互いに及ぼす影響を、スリット部３０２、またはスリット部４００で確実に遮断させることができる。すなわち、スリット部を迂回するような経路で沿面距離を設定することができる。

（電気基板の装置本体への取り付け方法）
図３を参照して、電気基板の装置本体への取り付け方法について説明する。図３は、電気基板１１２及び絶縁シート１２７を、装置本体１３０に取り付けた際の様子を示すものである。

図３に示すように本実施の形態では、ネジ３０３を用いて電気基板１１２及び絶縁シート１２７を装置本体１３０へ取り付けた。ネジ３０３として金属製のネジを用いる際は、出来る限り高圧電源回路部３０１、一次電源回路３００から離れた位置に用いることが望ましい。

以上、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、電気基板１１２において、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間にスリット部３０２を形成することで、ＴＵＶ規格で規定された以上の沿面距離を得ることができる。よって、エンジンパワーユニット全体の構成をコンパクトにすることが可能になるので、装置本体１３０の小型化を達成することができる。

また、絶縁シート１２７においても、電気基板１１２上のスリット部３０２の位置と対応する位置にスリット部４００を形成することで、実装部品ピン間の沿面距離をＴＵＶ規格で規定された以上の距離にすることができる。さらに、実装部品ピンを絶縁シート１２７に接触させることが可能になるので、絶縁シート１２７と電気基板１１２の間隔を狭めることができ、装置本体１３０の小型化を達成することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置の構成によれば、スリット部３０２、スリット部４００を電気基板１１２、絶縁シート１２７に形成するだけでよいので、製造コストを抑制することが可能になる。

すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

［第２の実施の形態］
図４、５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明を行
う。なお、（画像形成装置の全体構成）、（電気基板の装置本体への取り付け方法）については、上記第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、その説明は省略し、ここでは（エンジンパワーユニットの概略構成）についてのみ説明を行う。

（エンジンパワーユニットの概略構成）
図５に示すように本実施の形態では、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００との間に、電気基板１１２のアースに接続されたグランドジャンパ線５００が設けられていることを特徴とする。

図４を参照して、グランドジャンパ線の効果について説明を行う。図４は、高圧電源回路部２０１と一次電源回路２０２の間にグランドジャンパ線２０５を配置した場合の模式図である。また、グランドジャンパ線２０５と電気基板２００の隙間は１ｍｍ以内とする。

グランドジャンパ線２０５をこのように設けると、高圧電源回路部２０１と一次電源回路２０２が互いに及ぼす影響が、グランドジャンパ線２０５が配設される領域で遮断される。すなわち、図４に示す構成では、ＴＵＶ規格を考慮して高圧電源回路部２０１から一次電源回路２０２までの沿面距離を定める必要がない。

このようなグランドジャンパ線の性質に鑑みて、本実施の形態では高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間に、電気基板１１２のアースに接続されたグランドジャンパ線５００を設けた。そして、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離がＴＵＶ規格を満たすようにした。

つまり、上記第１の実施の形態と同様に、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離が１０２ｍｍ必要である場合は、図５（ａ）に示す矢印の区間の距離が１０２ｍｍ以上となるように、グランドジャンパ線５００を配置すればよい。

このように本実施の形態によれば、図５（ａ）に示すように、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００を近づけてエンジンパワーユニット６００の構成を小型化させつつ、沿面距離を確実に確保することが可能になる。また、エンジンパワーユニット６００の構成を小型化することができるので、装置本体１３０の小型化も達成することが可能になる。

また、本実施の形態では、電気基板１１２にスリット部を設ける必要がない。よって、スリット部を形成することで電気基板１１２の強度が低下することを防ぐことが可能になる。

さらに本実施の形態では、絶縁シート１２７上に、電気基板１１２上のグランドジャンパ線５００と対応する位置にスリット部４００を形成することを特徴とする（図５（ｂ））。この構成によれば、上記第１の実施の形態と同様に、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の実装部品ピンどうしの沿面距離をＴＵＶ規格を満たすものにすることが可能になる。

よって、本実施の形態では、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の実装部品ピンが絶縁シート１２７に接触してもよいので、従来のように絶縁シートと電気基板の間隔を広く確保する必要がない。そのため、エンジンパワーユニット６００の構成を小型化させ、さらには装置本体１３０も小型化させることが可能になる。なお、スリット部４００の幅は少なくとも１ｍｍ以上とする。この構成によれば、高圧電源回路部３０１及び一次電源回路３００が互いに及ぼす影響を、スリット部４００で確実に遮断させることができ
る。

すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

［第３の実施の形態］
上記第２の実施の形態では、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の間に電気基板１１２のアースに接続されたグランドジャンパ線５００を設けることで、装置本体１３０の小型化を図りつつ、ＴＵＶ規格を満足させる構成とした。

これに対して第３の実施の形態に係る画像形成装置は、グランドジャンパ線の代わりに、電気基板１１２上にグランドパターン６００を形成する構成とした。例えば図６に示すように、高圧電源回路部２０１と一次電源回路２０２の間にグランドパターン２０６を形成する構成の場合、高圧電源回路部２０１と一次電源回路２０２が互いに及ぼす影響が、グランドパターン２０６が形成されている領域で遮断される。

そして、このようなグランドパターン６００を図７（ａ）に示すように電気基板１１２上に形成することで、高圧電源回路部３０１から一次電源回路３００までの沿面距離をＴＵＶ規格に適合させることが可能になる。

さらに、図７（ｂ）に示すように、絶縁シート１２７上において電気基板１１２上のグランドパターン６００に対応する位置に、スリット部４００を形成することを特徴とする。この構成によれば、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の実装部品ピンどうしの沿面距離をＴＵＶ規格に適合させることが可能になる。

よって、本実施の形態では、高圧電源回路部３０１と一次電源回路３００の実装部品ピンが絶縁シート１２７に接触してもよいので、従来のように絶縁シートと電気基板の間隔を広く確保する必要がない。そのため、エンジンパワーユニットの構成を小型化させ、さらには装置本体１３０も小型化させることが可能になる。なお、スリット部４００の幅は少なくとも１ｍｍ以上とする。この構成によれば、高圧電源回路部３０１及び一次電源回路３００が互いに及ぼす影響を、スリット部４００で確実に遮断させることができる。

すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、簡易な構成でＴＵＶ規格で定められる沿面距離の規格を満足しつつ、装置本体の小型化を達成することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態におけるエンジンパワーユニットの概略構成を示す図。 第１の実施の形態における電気基板の装置本体への取り付け状態を示す図。 第２の実施の形態におけるグランドジャンパ線の配置の模式図。 第２の実施の形態におけるエンジンパワーユニットの概略構成を示す図。 第３の実施の形態におけるグランドパターンの模式図。 第３の実施の形態におけるエンジンパワーユニットの概略構成を示す図。

符号の説明

１１２ 電気基板
１２７ 絶縁シート
３００ 一次電源回路
３０１ 高圧電源回路部
３０２ スリット
４００ スリット

Claims (5)

1. 高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、
   前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、
   を備える画像形成装置において、
   前記電気基板には、
   前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にスリット部が形成されており、
   前記電気的絶縁材には、
   前記電気基板のスリット部の位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、
   前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、
   を備える画像形成装置において、
   前記電気基板には、
   前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にアースに接続されたグランドジャンパ線が設けられており、
   前記電気的絶縁材には、
   前記グランドジャンパ線の位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 高圧電源回路と一次電源回路が設けられた電気基板と、
   前記電気基板に隣接して配置された電気的絶縁材と、
   を備える画像形成装置において、
   前記電気基板には、
   前記高圧電源回路から前記一次電源回路までの沿面距離が所定の距離以上となるように、前記高圧電源回路と前記一次電源回路の間にアースに接続されたグランドパターンが形成されており、
   前記電気的絶縁材には、
   前記グランドパターンの位置と対応する位置にスリット部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記所定の距離とは、
   ＴＵＶ規格で定められた距離であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記高圧電源回路及び前記一次電源回路には、各々に電装部品が設けられており、
   前記電装部品の一部が、前記電気的絶縁材に接触することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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