JP2012187723A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のコストアップ及び大型化を招くことなく、簡単な構成でＬＥＤアレイヘッドの温度上昇を抑制することができると共に、消耗品の交換作業が容易で使い勝手のよい画像形成装置を提供する。
【解決手段】装置本体１内に配置された感光体４と、感光体４の近傍に配設され感光体４の表面を露光するＬＥＤアレイヘッド８と、感光体４に対してＬＥＤアレイヘッド８を所定の位置で保持する保持手段４８とを有する画像形成装置５０において、ＬＥＤアレイヘッド８から発せられた熱を排出する排出手段４９を有し、保持手段４８はＬＥＤアレイヘッド８から発せられた熱が排出手段４９へと導かれる空間４３を形成した状態でＬＥＤアレイヘッド８を保持する構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤアレイヘッドを用いる画像形成装置に関し、詳しくはＬＥＤアレイヘッドの温度上昇を抑制する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる露光手段として、近年は装置の小型化を図るためにＬＥＤアレイヘッドを用いたものが広く採用されている。しかしＬＥＤアレイヘッドは使用に伴い自身が発熱するため、ＬＥＤアレイヘッドの温度上昇に伴いＬＥＤアレイヘッドの発光光量の低下やビーム径の変化といった現象に起因して、出力される画像に濃度ムラやスジ等が生じて画像不良が発生してしまうという問題点があった。そこで、ＬＥＤアレイヘッドの温度上昇を抑制すべく、ＬＥＤアレイヘッドにヒートパイプを取り付けて機内冷却用ファンの位置まで導き、ＬＥＤアレイヘッドからの発生熱を冷却処理する技術が、例えば「特許文献１」に開示されている。

しかし、上述の技術を含めた従来技術では、ＬＥＤアレイヘッドの温度上昇抑制手段がＬＥＤアレイヘッドにヒートパイプを装着したり、ＬＥＤアレイヘッドの支持部材に冷却流体を循環させるべく形成された流路に専用ポンプで冷却流体を循環させたりするものであるため、構造が複雑で装置がコストアップ及び大型化してしまう。また、ＬＥＤアレイヘッドの近傍に配置される現像剤を内包した現像装置や静電潜像が形成される感光体は消耗品であるため、上述の温度上昇抑制手段が消耗品の交換作業の妨げとなり、使い勝手が悪いという問題点がある。

本発明は上述した問題を解決し、装置のコストアップ及び大型化を招くことなく、簡単な構成でＬＥＤアレイヘッドの温度上昇を抑制することができると共に、消耗品の交換作業が容易で使い勝手のよい画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、装置本体内に配置された感光体と、前記感光体の近傍に配設され前記感光体の表面を露光するＬＥＤアレイヘッドと、前記感光体に対して前記ＬＥＤアレイヘッドを所定の位置で保持する保持手段とを有する画像形成装置において、前記ＬＥＤアレイヘッドから発せられた熱を排出する排出手段を有し、前記保持手段は、前記ＬＥＤアレイヘッドから発せられた熱が前記排出手段へと導かれる空間を形成した状態で前記ＬＥＤアレイヘッドを保持することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記保持手段は前記ＬＥＤアレイヘッドを挟持する一対の側壁を有し、前記各側壁により前記空間が構成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、さらに前記保持手段は前記ＬＥＤアレイヘッドを前記所定の位置へと付勢する付勢手段を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、さらに前記付勢手段は前記空間外に設けられていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、さらに前記付勢手段は前記空間内に設けられていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記ＬＥＤアレイヘッドは前記所定の位置を決定するための位置決め部を有することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、さらに前記位置決め部は前記ＬＥＤアレイヘッドの長手方向両端部近傍に配置されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記保持手段は前記装置本体に対して開閉自在であることを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤアレイヘッドの上部に障害物の存在しない空間を長手方向の全域にわたって形成することができ、ＬＥＤアレイヘッドから発生した熱を効率よく排出手段へと導く流路を形成することができるので、簡易な構成でＬＥＤアレイヘッドの温度上昇を抑制することができる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。 本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置のカバー開放時における概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるＬＥＤアレイヘッド及び排出手段を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられる保持手段を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられる保持手段を説明する概略図である。 本発明の第２の実施形態に用いられる保持手段を説明する概略図である。

図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置を示している。同図において画像形成装置５０はその装置本体１の内部に画像形成部２を有しており、画像形成部２には複数のプロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがそれぞれ装置本体１に対して着脱自在に設けられている。各プロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれ像担持体であるドラム状の感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄを有しており、各感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄの表面には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成される。本実施形態では、感光体４ａ上にブラックトナー像が、感光体４ｂ上にシアントナー像が、感光体４ｃ上にマゼンタトナー像が、感光体４ｄ上にイエロトナー像がそれぞれ形成される。

各感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄの周囲には、対応する感光体の表面に帯電処理を行う帯電装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、対応する感光体の表面に画像情報を光照射するＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ、露光によって対応する感光体の表面に形成された静電潜像を可視化する現像装置９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄがそれぞれ設けられている。これ等の構成のうち、帯電装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ及び現像装置９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが対応する感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄと共にプロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ内に収納されている。

各感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄは所定の間隔をもって互いに平行となるように配置され、各感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄの下方には中間転写体である中間転写ベルト１６が各感光体４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄと対向して配置されている。中間転写ベルト１６は、駆動ローラ５、駆動ローラ５に従動して回転する従動ローラ６、及び各１次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに巻き掛けられており、図示しない駆動手段により駆動ローラ５が回転駆動されることによって図１に矢印Ｅで示す方向に走行駆動される。

中間転写ベルト１６を介して駆動ローラ５と対向する位置には２次転写ローラ１２が配設されており、２次転写ローラ１２の上方には加熱ローラと加圧ローラとを有し熱と圧力とによって用紙２３上に２次転写されたトナー像を用紙２３上に定着させる定着装置１３が配設されている。定着装置１３の上方には定着装置１３において画像が定着された用紙２３を排出する排紙ローラ１４が配設されており、画像形成部２の上方には排紙ローラ１４によって排出された用紙２３が積載される排紙トレイを兼ねたカバー１５が配設されている。カバー１５は、回動支点２５によって装置本体１に対して開閉自在に設けられている。

上述の画像形成装置５０の動作について説明する。図示しない制御手段から動作開始信号が送られて画像形成動作が開始されると、図示しない駆動手段が作動して感光体４ａが図１において時計回り方向に回転駆動され、帯電装置７ａの作動により感光体４ａの表面が所定の極性に帯電される。次いで、ＬＥＤアレイヘッド８ａから画像情報に基づいたＬＥＤ光が帯電された感光体４ａの表面に照射され、これにより感光体４ａの表面に黒色画像に対応した静電潜像が形成される。そして、感光体４ａの表面に形成された静電潜像は現像装置９ａによって可視像化され、感光体４ａの表面に形成されたトナー像は１次転写ローラ１０ａの作動により中間転写ベルト１６上に１次転写される。カラー画像形成時には上述の画像形成動作が全ての感光体４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいて行われ、各感光体４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ上にそれぞれ形成されたブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロトナー像が中間転写ベルト１６上に重畳転写される。

一方、画像形成部２の下方に配設された給紙カセット２１には用紙２３が積載されており、給紙カセット２１の用紙給送方向下流側端部近傍には用紙２３を分離給送する給紙ローラ２２が配設されている。給紙カセット２１から給紙ローラ２２の作動により給紙された用紙２３はレジストローラ対１１に向けて送り出され、その先端をレジストローラ対１１に挟持された状態で一時停止されて整合される。

その後、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像が２次転写ローラ１２と中間転写ベルト１６との当接部である２次転写部に到達する所定のタイミングでレジストローラ対１１が作動し、レジストローラ対１１によって給送された用紙２３は２次転写部において中間転写ベルト１６からトナー像を２次転写される。２次転写部においてトナー像が転写された用紙２３は定着装置１３へと送られ、定着装置１３において未定着のトナー像を定着された後に排紙ローラ１４によって矢印Ａ方向に排出され、カバー１５上に排出される。

図２は、図１に示した状態からカバー１５を開放した状態を示している。カバー１５は、図２に示す状態からさらに矢印Ｃ方向への開放が可能であり、装置本体１に対してほぼ垂直となる位置まで開放することができる。図２に示すように、各ＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはそれぞれカバー１５に保持されており、カバー１５の開放時に各ＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが各プロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより離脱する。これにより各プロセスカートリッジ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、装置本体１より図２に矢印Ｂで示す上方への取り出しが可能となる。

図２において装置本体１の奥側には、図３に示す排出手段４９が配設されている。排出手段４９は４個の開口を有する気流案内用ダクト３２と装置本体１の外部に臨む排気ファン３３とを有しており、排気ファン３３の作動により気流案内用ダクト３２の各開口から装置本体１内の空気が吸引され、吸引された空気は排気ファン３３を介して装置本体１の外部に排出される。気流案内用ダクト３２の各開口は、各ＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの配設位置に対応して設けられている。

次に、本発明の特徴部である、カバー１５によるＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの保持構造について説明する。以下の説明ではＬＥＤアレイヘッド８ａについてのみ説明するが、他のＬＥＤアレイヘッド８ｂ，８ｃ，８ｄの保持構造も同様である。

図４、図５に示すように、ＬＥＤアレイヘッド８ａは、ＬＥＤアレイ及び駆動用ＩＣを搭載した基板４０と結像用のレンズアレイ４１とをハウジング３８に内包した一体構成とされており、図４においてハウジング３８の両側面にはクランク形状の腕部３９Ａ，３９Ｂがそれぞれ一体的に取り付けられている。一方、カバー１５の内面１５Ａには一対の側壁４２Ａ，４２Ｂが一体的に形成されている。各側壁４２Ａ，４２Ｂはその間隔がＬＥＤアレイヘッド８ａをしっくりと嵌合可能となるように設定されており、ＬＥＤアレイヘッド８ａの長手方向に沿って配設されている。ＬＥＤアレイヘッド８ａは、各側壁４２Ａ，４２Ｂ間に嵌合された状態で図４における左右方向に移動することなく上下動自在に保持される。

図４における各側壁４２Ａ，４２Ｂの外側の位置であってＬＥＤアレイヘッド８ａの長手方向両端部近傍の位置には、一端を内面１５Ａに固定された付勢手段としての圧縮ばね３７Ａ，３７Ｂがそれぞれ配設されている（図５には一方の端部側のみを示す）。各圧縮ばね３７Ａの他端は腕部３９Ａの上部に、各圧縮ばね３７Ｂの他端は腕部３９Ｂの上部にそれぞれ当接しており、これによりＬＥＤアレイヘッド８ａはカバー１５に移動自在（図４において上下動自在）に保持されている。なお、カバー１５が装置本体１より開放された際に、各側壁４２Ａ，４２Ｂ間からＬＥＤアレイヘッド８ａが飛び出すことを防止する図示しないストッパが設けられている。上述したカバー１５及び各側壁４２Ａ，４２Ｂ及び各圧縮ばね３７Ａ，３７Ｂにより、ＬＥＤアレイヘッド８ａの保持手段４８が構成されている。

ハウジング３８の両端部近傍であって図４においてレンズアレイ４１よりも下方に突出する位置には、図５に示すように位置決め部として機能する一対の位置決めピン３５がそれぞれ一体的に設けられている（図５には一方のみを示す）。各位置決めピン３５は、カバー１５が装置本体１に対して閉じられた際に、図５に示すようにプロセスカートリッジ３ａのケーシングの端部に形成された凹部３６に当接する。各位置決めピン３５は、凹部３６との当接時においてＬＥＤアレイヘッド８ａと感光体４ａとが一定の距離となるように、その突出長さが設定されている。

上述の構成により、ＬＥＤアレイヘッド８ａの上部に障害物の存在しない空間４３を長手方向の全域にわたって形成することができ、図３に矢印Ｄで示すように、ＬＥＤアレイヘッド８ａから発生した熱を効率よく排出手段４９へと導く流路を形成することができるので、簡易な構成でＬＥＤアレイヘッド８ａ及び他のＬＥＤアレイヘッド８ｂ，８ｃ，８ｄの温度上昇を抑制することができる。また、上述の構成では各ＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ毎に側壁４２Ａ，４２Ｂを設けているので、各ＬＥＤアレイヘッド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ間における熱伝達が抑制され、他のＬＥＤアレイヘッドに対し熱に起因した悪影響が及ぶことを防止することができる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態は第１の実施形態と比較すると、ＬＥＤアレイヘッド８ａに代えてＬＥＤアレイヘッド４６ａを用いる点、圧縮ばね３７Ａ，３７Ｂに代えて付勢手段としての圧縮ばね４５を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。以下の説明では感光体４ａに対応して設けられたＬＥＤアレイヘッド４６ａについてのみ説明するが、他の感光体４ｂ，４ｃ，４ｄに対応しても同様の図示しないＬＥＤアレイヘッドが設けられており、これ等の保持構造も同様である。

ＬＥＤアレイヘッド４６ａは、基板４０とレンズアレイ４１とをハウジング４４内に内包した一体構成とされており、ハウジング４４の幅（図６における左右方向長さ）はハウジング３８と同じとなるように構成されている。これによりＬＥＤアレイヘッド４６ａは、各側壁４２Ａ，４２Ｂ間に嵌合された状態で図６における左右方向に移動することなく上下動自在に保持される。

各側壁４２Ａ，４２Ｂ間であってＬＥＤアレイヘッド４６ａの長手方向両端部近傍の位置には、一端を内面１５Ａに固定された圧縮ばね４５がそれぞれ配設されている。各圧縮ばね４５の他端はハウジング４４の上面にそれぞれ当接しており、これによりＬＥＤアレイヘッド４６ａはカバー１５に移動自在（図６において上下動自在）に保持されている。なお、カバー１５が装置本体１より開放された際に、各側壁４２Ａ，４２Ｂ間からＬＥＤアレイヘッド４６ａが飛び出すことを防止する図示しないストッパが設けられている。上述したカバー１５及び各側壁４２Ａ，４２Ｂ及び各圧縮ばね４５により、ＬＥＤアレイヘッド４６ａの保持手段４７が構成されている。また、ハウジング４４の両端部近傍の位置には、第１の実施形態で示した位置決めピン３５と同様に位置決め部として機能する図示しない一対の位置決めピンが設けられている。図示しない一対の位置決めピンの突出長さは、第１の実施形態と同様に設定されている。

上述の構成により、ＬＥＤアレイヘッド４６ａの上部に一対の圧縮ばね４５のみを有する空間４３Ａを長手方向の全域にわたって形成することができ、第１の実施形態よりは劣るものの、ＬＥＤアレイヘッド４６ａから発生した熱を効率よく排出手段４９へと導く流路を形成することができるので、簡易な構成でＬＥＤアレイヘッド４６ａ及び他のＬＥＤアレイヘッド４６ｂ，４６ｃ，４６ｄの温度上昇を抑制することができる。また、各側壁４２Ａ，４２Ｂ間に圧縮ばね４５を配置したので、第１の実施形態に比して装置構成を小型化することができる。

上記各実施形態では、本発明が適用可能な画像形成装置５０として、感光体を４個有する４連タンデム型のフルカラー複写機を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限定されず、感光体を露光する手段としてＬＥＤアレイヘッドを用いるものであれば、どのような画像形成装置にも本発明は適用可能である。

１ 装置本体
４ 感光体
８，４６ ＬＥＤアレイヘッド
３５ 位置決め部（位置決めピン）
３７，４５ 付勢手段（圧縮ばね）
４２ 側壁
４３ 空間
４７，４８ 保持手段
４９ 排出手段
５０ 画像形成装置

特開昭６２−６６９５７号公報

Claims (8)

1. 装置本体内に配置された感光体と、前記感光体の近傍に配設され前記感光体の表面を露光するＬＥＤアレイヘッドと、前記感光体に対して前記ＬＥＤアレイヘッドを所定の位置で保持する保持手段とを有する画像形成装置において、
   前記ＬＥＤアレイヘッドから発せられた熱を排出する排出手段を有し、前記保持手段は、前記ＬＥＤアレイヘッドから発せられた熱が前記排出手段へと導かれる空間を形成した状態で前記ＬＥＤアレイヘッドを保持することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記保持手段は前記ＬＥＤアレイヘッドを挟持する一対の側壁を有し、前記各側壁により前記空間が構成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記保持手段は前記ＬＥＤアレイヘッドを前記所定の位置へと付勢する付勢手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記付勢手段は前記空間外に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記付勢手段は前記空間内に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記ＬＥＤアレイヘッドは前記所定の位置を決定するための位置決め部を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記位置決め部は前記ＬＥＤアレイヘッドの長手方向両端部近傍に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記保持手段は前記装置本体に対して開閉自在であることを特徴とする画像形成装置。

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