JP2015203777A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部の空間を有効活用して画像形成装置の小型化を実現する。
【解決手段】感光体１３１を露光して感光体１３１に静電潜像を形成するＬＥＤアレイ１４０と、感光体に形成した静電潜像を現像剤で現像して感光体にトナー像を形成する現像器１３３と、感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写部と、転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置１５０と、を備えた画像形成装置１００である。感光体１３１に隣接する領域に、感光体１３１の取り外し、取り付けに際してＬＥＤアレイ１４０を移動させる退避スペース１８０を備えるとともに、退避スペース１８０を画像形成装置の印刷動作中において、感光体１３１を含む作像ユニット１３０を冷却する空気を流通させる通気ダクトとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光部材によって形成した感光体の静電潜像を現像してトナー像を形成し、トナー像を記録媒体に転写、定着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置は、発光部材を備えた露光装置により感光体を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により顕像化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像形成を実行する。

近年、画像形成装置は、小型化が要望されている。このような小型化に際しては、画像形成装置内の冷却性能を低下させないことが必要である。

特許文献１には、内部に空気を流通させる通風ダクトを、露光装置とトナーコンテナとで、上下方向から挟むようにして配置し、これにより、通風ダクトによって、露光装置の熱を奪いながら、その熱がトナーコンテナに伝達しないように遮断する画像形成装置が記載されている。

また、特許文献２には、アレイ状に配列された複数の発光部を備える発光部材と、発光部材を支持する支持部材と、を有し、感光体を備えるカートリッジを装置本体に装着した状態で、発光部材によって感光体を露光することで記録材に画像を形成する画像形成装置において、支持部材は、前記カートリッジを装置本体に装着した状態でカートリッジを冷却するためのカートリッジの長手方向に延びる風路を形成するダクト部を内部に備える画像形成装置が記載されている。

ここで、このような画像形成装置において、感光体は消耗品であり、所定の枚数以上画像形成をした後に新しいものに交換される。また、感光体は、感光体や現像装置を含む作像ユニットとして構成され、小型化された画像形成装置では、感光体は作像ユニット全体として交換されることがある。

一方、露光装置の発光部材としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイが使用されることがある。このようなＬＥＤアレイは、印刷動作中は感光体の近くに配置する必要がある。しかし、ＬＥＤアレイ自体が長寿命であり高価であることから、消耗品として交換されことはない。そこで、ＬＥＤアレイは、交換対象となる作像ユニットに配置されるのではなく、本体側に設置される。このため、ＬＥＤアレイは作像ユニットの脱着時においては感光体から離間する位置に形成された退避スペースに退避させる。

特許文献３には、感光体に静電潜像を形成するための光源として露光手段を用い、現像剤収納容器と、少なくとも感光体を備えた感光体ユニットと、現像ユニットとが画像形成装置本体に対して着脱可能として搭載される画像形成装置において、露光手段を光源として機能させる機能位置とこの機能位置から退避した退避位置とに変位させる露光手段退避機構を備え、現像剤収納容器を、その初期搭載位置から離間させた状態又は画像形成装置本体から取り出した状態で、露光手段退避機構にて露光手段を退避させて、感光体ユニットを取り出す画像形成装置が記載されている。

また、特許文献４には、複数のプロセスユニットと、回動軸を中心として装置本体に対して回動するとともに、複数のプロセスユニットの各々に対して配列され感光体を露光する複数のＬＥＤヘッドを、露光位置と退避位置との間で移動させるトップカバーと、トップカバーの回動に伴って回動軸に直交する方向に移動可能にトップカバー内に設けられ、複数のＬＥＤヘッドを保持するＬＥＤ保持部材と、を備えた画像形成装置が記載されている。

しかし、上述したＬＥＤアレイの待避スペースは、作像ユニットの脱着時にはＬＥＤを退避させるために必須ではあるものの、通常の印刷動作中にはなんら使用されない空間となる。このため、画像形成装置を小型化するに際しては、この退避スペースを有効利用すること望まれる。

そこで本発明は、冷却性能を低下させることなく、装置内部の空間を有効活用して画像形成装置の小型化を実現できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する発光部材と、前記感光体に形成した静電潜像を現像剤で現像して前記感光体にトナー像を形成する現像器と、前記感光体に形成された前記トナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着装置と、を備えた画像形成装置において、前記感光体に隣接する領域に、前記感光体の取り外し、取り付けに際して前記発光部材を移動させる退避スペースを備え、前記退避スペースを画像形成装置の印刷動作中において、前記感光体を含む作像ユニットを冷却する空気を流通させる通気ダクトとすることを特徴とする。

本発明によれば、発光部材の退避スペースに作像ユニットを冷却するための空気を流通させる通気ダクトとでき、冷却性能を確保しつつ画像形成装置内部の空間を有効活用して、画像形成装置の小型化を実現できる。

本発明の実施形態１に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図 同じく画像形成装置のＬＥＤアレイ待避時の状態を示す概略構成図 同じく画像形成装置の部分断面図 同じく画像形成装置のＬＤＤアレイ待避時の状態を示す部分断面図 本発明の実施形態２に係る画像形成装置の作像ユニットを示す部分斜視図

以下、本発明を実施するための形態に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。以下の実施形態において、画像形成装置は、電子写真式のモノクロプリンタであるとして説明する。なお、本発明が対象とする画像形成装置は、以下に説明するモノクロプリンタには限定されず、カラープリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等の機能を有するもの等、画像形成を行う種々の装置を対象とできる。

＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態１に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図、図２は同画像形成装置のＬＥＤアレイ待避時の状態を示す概略構成図である。また、図３は同画像形成装置の部分断面図、図４は画像形成装置のＬＤＤアレイ待避時の状態を示す部分断面図である。

図１に示すように、実施形態１に係る画像形成装置１００は、記録媒体である記録用紙Ｓを格納した給紙部１１０と、給紙部１１０から記録用紙Ｓを搬送する搬送装置１２０と、搬送された記録用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成手段である作像ユニット１３０と、作像ユニット１３０に向け露光用の光ビームを発生する発光部材であるＬＥＤアレイ１４０と、トナー像が形成された記録用紙Ｓを加熱加圧して定着する定着装置１５０と、を備える。画像形成装置１００の上面には画像形成がなされた記録用紙Ｓが排出される排紙トレイ１６０が配置される。また、画像形成装置１００には、定着装置１５０は高温になるため、熱に弱い感光体１３１および現像器１３３を冷却する冷却ファン１７０が設置される。

給紙部１１０は、複数枚の記録用紙Ｓを積載した給紙カセット１１１と、給紙カセット１１１上の複数枚の記録用紙Ｓから最上位に位置する記録用紙Ｓを分離して搬送するシート分離給紙装置１１２とを含んで構成される。

搬送装置１２０は、給紙カセット１１１からの記録用紙Ｓの姿勢および搬送タイミングを制御するレジストローラ対１２１の他、複数の搬送ローラ対、および定着された記録用紙Ｓを排紙トレイ１６０に排出する排紙ローラ対１２２を含んで構成される。

作像ユニット１３０は、ＬＥＤアレイ１４０から光によって潜像が形成される感光体１３１と、この感光体１３１を一様に帯電させる帯電器１３２と、ＬＥＤアレイ１４０で露光されて形成された感光体１３１の静電潜像にトナーを付着させて現像する現像器１３３と、転写後の感光体１３１を清掃するクリーニング装置１３５（図３参照）等とを含んで構成される。作像ユニット１３０は、一体として構成されて画像形成装置１００に着脱でき、使用により感光体１３１が劣化したときには、作像ユニット１３０を一体として取り出し、作像ユニット１３０全体として交換する。また、感光体１３１の下方には、現像されたトナー像を記録用紙Ｓに転写する転写ローラ１３４が配置され、感光体１３１とで転写部が形成される。

感光体１３１は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体１３１の外周面部には感光層が設けられており、ＬＥＤアレイ１４０から射出された光ビームが感光体１３１の外周面に照射されることにより、感光体１３１の外周面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。

帯電器１３２は、感光体１３１の外周面を一様に帯電するもので、感光体１３１に対して接触方式のものが採用できる。現像器１３３は、感光体１３１に現像剤であるトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体１３１の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体１３１上の静電潜像がトナー像として顕像化する。現像器１３３としては、感光体１３１に対して非接触方式のものが採用できる。

クリーニング装置１３５は、感光体１３１の外周面に付着している残留トナーを除去するものであり、感光体１３１の外周面に接触するブラシを備えるものや、感光体１３１に接触するブレードを備えるものが採用できる。

ＬＥＤアレイ１４０は、複数のＬＥＤ発光素子をアレイ状に配置して感光体１３１の軸方向に沿って配置される。ＬＥＤアレイ１４０は、画像形成装置１００に接続されたパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従ってＬＥＤアレイ１４０内のＬＥＤ発光素子を駆動して光ビームを射出する。ここで、このＬＥＤアレイ１４０の寿命は、感光体１３１の寿命より長い。このため、上述したように、ＬＥＤアレイ１４０は、感光体１３１の寿命とともに交換される作像ユニット１３０ではなく、画像形成装置１００本体に取り付けられている。また、ＬＥＤアレイ１４０は、作像ユニット１３０の交換時に、取り出される作像ユニット１３０の移動を妨げないように、作像時における感光体１３１への近接位置から、作像ユニット１３０から離間した位置まで移動できるようする。前ドア１９０と、ＬＥＤアレイ１４０とは図示しない公知のリンク機構によって連結されており、ＬＥＤアレイ１４０が作像ユニット１３０の取り外し（同矢印Ｂ）のため開放される前ドア１９０の動作（同矢印Ａ）に連動する（図２中矢印Ｃ）。

定着装置１５０は、定着ローラ１５１と、加熱ローラ１５２とを備え、定着ローラ１５１および加熱ローラ１５２で定着ニップを形成し、この定着ニップに記録用紙Ｓを通過させてトナー像を記録用紙Ｓに定着する。加熱ローラ１５２には、ハロゲンヒータ等の加熱手段が配置されている。

給紙カセット１１１に配置された記録用紙Ｓは、搬送装置１２０により搬送され、レジストローラ対１２１を経て感光体１３１と転写ローラ１３４とで構成される転写部に至る。感光体１３１には、ＬＥＤアレイ１４０によって静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器１３３から供給されたトナーによって現像されてトナー像が形成されている。このトナー像が転写部に達した記録媒体に転写される。そして、トナー像が形成された記録用紙Ｓは、定着装置１５０で定着固定されたのち、排紙ローラ対１２２で排紙トレイ１６０に排出される。

このような画像形成装置１００では、作像ユニット１３０の交換をするには、図２に示すように、前ドア１９０を図２中矢印Ａ方向に開き、作像ユニット１３０を図２中の矢印Ｂに沿って取り出す。このとき、装置本体に設置されたＬＥＤアレイ１４０は、連光機構により前ドア１９０に連動して装置本体内の退避スペース１８０に移動（退避）する（図２中矢印Ｃ）。この退避スペース１８０は、感光体１３１に隣接した領域、すなわち排紙トレイ１６０の下側（内側）であって、作像ユニット１３０の上側に設定される。また、この退避スペース１８０は、感光体１３１の軸方向に沿うＬＥＤアレイ１４０が収納できるように、感光体１３１の軸方向に沿って配置される。そして、退避スペース１８０は、ＬＥＤアレイ１４０が作像ユニット１３０の取り出し、取り付けの障害にならない位置に移動できる十分な断面形状を備える。

実施形態１に係る画像形成装置１００では、退避スペース１８０を、画像形成装置１００の印刷動作中において感光体１３１を含む作像ユニット１３０を冷却するための空気が流通する通気ダクトとする。これにより、冷却ファン１７０によって機外から導入された外気が作像ユニット１３０に沿って流れ、感光体１３１、現像器１３３を含む作像ユニット１３０を冷却することができる。退避スペース１８０の断面形状は、ＬＥＤアレイ１４０が退避させることができる他、作像ユニット１３０の冷却に必要な空気を通すのに必要な断面積を備えるものとする。本実施形態に係る画像形成装置１００では、冷却性能を確保しつつ機器内部の限られた空間を有効活用しながら機器の小型化を実現できる。

また、退避スペース１８０は排紙トレイ１６０の下側（内側）に配置されているため、退避スペース１８０を通る空気で作像ユニット１３０を冷却するとともに、排紙トレイ１６０へ排出される定着装置１５０で加熱された記録用紙Ｓを冷却することができる。

＜実施形態２＞
次に本発明の実施形態２について説明する。図５は本発明の実施形態２に係る画像形成装置の作像ユニットを示す部分斜視図である。実施形態２に係る画像形成装置は、作像ユニット１３０の外ケースをなす表面のカバー部材１３６に９個の通気口１３７を設けている。画像形成装置１００のその他の構成は、実施形態１に係るものと同じである。

実施形態２によれば、通気口１３７から流入した退避スペース１８０からの空気を作像ユニット１３０の冷却が必要な箇所に選択的に導くことができる。これにより、作像ユニット１３０の冷却をより効果的に行うことができる。

１００：画像形成装置
１１０：給紙部
１１１：給紙カセット
１１２：シート分離給紙装置
１２０：搬送装置
１２１：レジストローラ対
１２２：排紙ローラ対
１３０：作像ユニット
１３１：感光体
１３２：帯電器
１３３：現像器
１３４：転写ローラ
１３５：クリーニング装置
１４０：ＬＥＤアレイ（発光部材）
１５０：定着装置
１５１：定着ローラ
１５２：加熱ローラ
１６０：排紙トレイ
１７０：冷却ファン
１８０：退避スペース
１９０：前ドア

特開２００８−１８５８９６号公報 特開２０１３−１２０２３５号公報 特開２０１３−０４１２３１号公報 特開２０１２−０８８４８０号公報

Claims (3)

1. 感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する発光部材と、前記感光体に形成した静電潜像を現像剤で現像して前記感光体にトナー像を形成する現像器と、前記感光体に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写部と、転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着装置と、を備えた画像形成装置において、
   前記感光体に隣接する領域に、前記感光体の取り外し、取り付けに際して前記発光部材を移動させる退避スペースを備えるとともに、
   前記退避スペースを画像形成装置の印刷動作中において、前記感光体を含む作像ユニットを冷却する空気を流通させる通気ダクトとすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作像ユニットのカバー部材に前記退避スペースからの空気が流通する通気口を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成された前記記録媒体が排出される排紙トレイを備え、前記排紙トレイの内側に前記退避スペースが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。