JP4532851B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリや、それらの複合機などの、デジタル式の画像形成装置に係り、特に、書込み装置等の冷却手段として用いられる冷却装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル式の画像形成装置では、光導電性感光体等の像担持体に潜像を形成する手段として、光走査光学系等を用いた書込み装置を備えている。この光走査光学系を用いた書込み装置では、画像信号に基づいて光源からのレーザ光等の書込み光を発して、その書込み光を回転多面鏡（ポリゴンミラー）等の光偏向器で偏向走査しながらｆθレンズやミラー等からなる光学系を介して像担持体上に集光し、像担持体上に書込みを行なって静電潜像を形成する。
【０００３】
この種の書き込み装置における、ｆθレンズやミラーなどの走査光学部品としては、ガラス製やプラスチック製のものを使用している。しかし、近年は、低コスト化の要請が強まる一方、加工精度が向上するにつれ、プラスチック製のものを多く使用するようになってきている。
ところが、プラスチック製の光学部品は、周囲の温度上昇にともない熱膨張して変形することがあり、長尺なｆθレンズやミラー等が変形すると画像歪み等を生じる原因となることがある。特に、回転多面鏡の回転が高速化したり、定着装置の発熱量が増加したりするに伴い、機内の温度上昇が早まり、その原因となる虞が増大していた。
また、精度維持や高剛性・耐振動の観点から、書込み装置の筐体（ハウジング）に、熱伝導性の良いアルミダイキャスト製の光学箱を用いることが多くなってきており、この点からも、熱源からの熱を走査光学部品に伝えやすくなってきている。
【０００４】
そこで、従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献１や特許文献２などに記載されるように、書込み装置の周りの通風性を向上し、温度上昇により書込み装置の書込み精度が低下することを防止するものがある。
ところが、このような画像形成装置は、主にポリゴンミラーの冷却に着目したもので、ポリゴンミラー自体の保護に主眼を置くものであった。このため、ｆθレンズやミラーなどの走査光学部品にプラスチック製のものを用いたとき、その走査光学部品の膨張を十分に防止することができず、画像歪み等を生ずる虞があった。
【０００５】
【特許文献１】
実開平３−５４９１３号公報
【特許文献２】
特開平５−５８５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、複写機等の画像形成装置においては、高速化、デジタル化、カラー化などによる機能アップに伴い、回転数の上がったポリゴンモータ等の発熱量が増えている。そのために、書込み装置の筐体（ハウジング）などにはアルミダイキャスト製の光学箱などを使い、熱の低減を図ろうとしているが、書込み装置はユニット化されて画像形成装置の機械内部に設置されているために、効率的な冷却手段が難しくなっている。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成で書込み装置を効率良く冷却することができる冷却装置を備え、その冷却装置を用いて書込み装置を効率的に冷却して、書込み装置内に備える光学部品の熱膨張等を有効に防止し、画像歪み等の発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止した画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明は、像担持体に書込み装置からの光束を露光して潜像の書込みを行なった後、前記像担持体上の潜像を現像装置で現像して顕画像化し、該顕画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置であって、前記書込み装置を冷却するためのファンとダクトを有する冷却装置を備えた画像形成装置において、前記書込み装置は、上下の面と四方を囲む外壁部とを有する箱状の筐体（ハウジング）内に光学部品を収納した構成であり、該筐体（ハウジング）の下面側を画像形成装置本体のフレームにより支持されており、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の四方を囲む外壁部のうちの略平行な２つの外壁部は、前記フレームの両側部に形成された側壁にそれぞれ対向しており、前記書込み装置の筐体（ハウジング）を支持するフレームと、該フレームの側壁に対向する前記筐体（ハウジング）の２つの外壁部を前記冷却装置のダクトの一部として構成し、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部と前記フレームの側壁との間に前記ダクトの流路となる空間をそれぞれ設け、該ダクトの流路に外気を吹き込む吸気ファンを、前記フレームの側壁と、該側壁に対向する前記筐体（ハウジング）の２つの外壁部の一端側との間にそれぞれ設け、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部を２つの吸気ファンにより前記ダクトの流路に吹き込んだ外気流によって直接冷却することを特徴とする。すなわち請求項１に係る画像形成装置では、書込み装置を支持するフレームと、該フレームの側壁に対向する前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部とをダクトの一部として構成し、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部と前記フレームの側壁との間に前記ダクトの流路となる空間をそれぞれ設け、そのダクトの流路に外気を吹き込む吸気ファンを、前記フレームの側壁と、該側壁に対向する前記筐体（ハウジング）の２つの外壁部の一端側との間にそれぞれ設け、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部を２つの吸気ファンにより前記ダクトの流路に吹き込んだ外気流によって直接冷却することにより、簡易な構成で書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部をファンにより吹き込んだ外気流によって直接冷却することができ、書込み装置の筐体（ハウジング）を効率良く冷却することが可能となる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記画像形成装置本体の書込み部の上部に設けられる仕切板と、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の上面部との間に、前記冷却装置のダクトの流路となる空間を設け、前記吸気ファンによる気流が生じるように構成したことを特徴とする。すなわち請求項２に係る画像形成装置では、書込み装置の筐体（ハウジング）の上面部にも冷却装置のダクトの流路となる空間を設け、前記吸気ファンによる気流が生じるように構成したことにより、書込み装置の筐体（ハウジング）の全体を外気流によって直接冷却することができ、書込み装置の筐体（ハウジング）をさらに効率良く冷却することが可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記冷却装置は、前記書込み装置を冷却するファンとダクトとは別に、機内の熱源からの熱を冷却するためのファン（吸気ファンまたは排気ファン、あるいはその両方）を有するメインダクトを備え、該メインダクトに前記書込み装置側のダクトを連通させ、該書込み装置の冷却に用いた気流を合流させることを特徴とする。すなわち請求項３に係る画像形成装置では、書込み装置の筐体（ハウジング）を冷却するのに使用した気流を、書込み装置を冷却するファンとダクトとは別に、機内の熱源（定着装置等）からの熱を冷却するために用いるファン（吸気ファンまたは排気ファン、あるいはその両方）による気流があるメインダクトに合流させることにより、書込み装置の冷却に使って排熱を含んだ気流をメインダクトを用いて外部に排気することができ、さらには書込み装置の冷却に使った気流をメインダクトに流すことにより、メインダクト内の気流の流れを速くすることができ、メインダクト側のファンの風量を下げることが可能となる。
【００１１】
以上のように、本発明に係る画像形成装置では、書込み装置を冷却する冷却装置を備えたことにより、書込み装置を効率的に冷却することができ、書込み装置内に備える光学部品の熱膨張等を有効に防止し、画像歪み等の発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用を、図面を参照して詳細に説明する。
ここでは、本発明を画像形成装置であるデジタル複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。図１に本発明の一実施形態に係る複写機の概略構成を示す。
【００１３】
まず、複写機全体の構成及び動作を図１に基づいて説明する。この複写機は、原稿読み取り部（イメージスキャナ）１０、書き込み部（書込み装置）２０、画像形成部（プリンタ）３０、給紙部４０等から構成されている。
原稿読み取り部（イメージスキャナ）１０は、光源１２、ミラー１３〜１５、結像レンズ１６、イメージセンサとしてのＣＣＤ１７等を備えている。また、原稿読み取り部１０のコンタクトガラス１１上には自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）１８が設置されている。この原稿読み取り部１０は、コンタクトガラス１１上の原稿を光源１２で照明し、原稿の画像をミラー１３〜１５と結像レンズ１６を介してＣＣＤ１７上に結像し、ＣＣＤ１７で画素単位で読み取り電気信号に変換し、図示しない画像処理部でデジタル化した画像信号に変換する。この画像信号は書き込み部２０に送られるか、図示しない画素メモリに記憶される。
【００１４】
書き込み部（書込み装置）２０は、光学部品を筐体（ハウジング）１内に収納してユニット化されており、複写機本体内部の原稿読み取り部１０と画像形成部３０との間に設置され、複写機本体のフレーム２により支持されている。この書込み装置２０のハウジング１内には、レーザーダイオード等からなる光源２１、光偏向器を構成する偏向走査用の回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２とポリゴンモータ２３、ｆθレンズ等の走査結像光学系２４，２５、ミラー２６等を備えている。この書き込み装置２０は、原稿読み取り部（イメージスキャナ）１０によって読み取られた画像信号に応じてレーザー光の発光を制御しながら回転多面鏡２２で偏向走査し、走査結像光学系２４，２５及びミラー２６を介して画像形成部３０の感光体ドラム３１上に画像を書き込む。
【００１５】
画像形成部３０は、像担持体としての感光体ドラム３１、帯電装置３２、現像装置３３、転写ベルト３４ａを用いた転写搬送装置３４、クリーニング装置３５、定着装置３７等を備えている。感光体ドラム３１は帯電装置３２により一様に帯電された後、上記書き込み装置２０によりレーザー光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置３３の現像剤（例えばトナー）により現像され、顕画像としてのトナー像を形成する。一方、記録材としての転写紙は、給紙部４０の多段の給紙カセット４１ａ〜４１ｃのうちの選択された一つ、あるいは手差し給紙トレイ４１ｄから、給紙ローラ（４２ａ〜４２ｄ）や搬送ローラ（４３ａ〜４３ｄ）によって給紙され、レジストローラ４４を介して所定のタイミングで感光体ドラム３１と転写搬送装置３４とが対向する転写位置に搬送される。そして転写紙は転写搬送装置３４の転写ベルト３４ａにより担持搬送され、感光体ドラム３１上に形成されたトナー像が静電的に転写紙へ転写される。
【００１６】
トナー像が転写された転写紙は、転写搬送装置３４の転写ベルト３４ａにより定着装置３７に送られ、定着装置３７により転写紙上のトナー像を定着させることで画像が得られる。そして定着後の転写紙は排紙ローラ３８により排紙トレイ３９に排紙される。一方、転写後の感光体ドラム３１は、クリーニング装置３５により残留トナーを除去され、除電装置３６で残留電荷を除去される。
【００１７】
以上、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてデジタル複写機の構成例を示したが、本発明は図示の構成に限るものではなく、書込み装置を備えた構成の、モノクロやカラーの複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリや、それらの複合機などの、種々の構成のデジタル式の画像形成装置を対象とするものであり、特に書込み装置等の冷却手段として用いられる冷却装置に特徴を有するものである。以下、本発明に係る冷却装置の構成例について説明する。
【００１８】
図１は複写機を前側から見たときの断面構成を示したものであり、書込み装置２０の周囲には冷却装置が付設されている。図２は図１に示す複写機の内部の原稿読み取り部１０と書込み装置２０、フレーム２及び冷却装置を示す概略要部斜視図である。
図１、図２に示すように、書込み装置２０は、複写機本体内部の原稿読み取り部１０と画像形成部３０との間に設置され、複写機本体のフレーム２により支持されている。書込み装置２０の光学部品を収納したハウジング１は、例えばアルミダイキャスト製等の光学箱で構成されており、ポリゴンモータ２３等により発生した熱が放熱しやすいようにしている。
【００１９】
ここで図３は、図２の構成から原稿読み取り部１０を除いた状態を示す図であり、冷却装置の概略構成を示している。本実施形態では図３に示すように、書込み装置２０を支持するフレーム２と、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部とをダクト形状の一部として構成し、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａとフレーム２との間にダクト３の流路となる空間を設け、そのダクト３の流路に外気を吹き込むファン４，５を書込み装置２０のハウジング１の前後に設けたものである。尚、図２，３において、符号４が前側吸気ファン、５が後側吸気ファンであり、図３中の矢印は、前後の吸気ファン４，５によりダクト３の流路に吹き込まれた外気の流れを示している。
【００２０】
図３に示すように、本実施形態の冷却装置では、書込み装置２０を支持するフレーム２と、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａとをダクト形状の一部として構成し、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａとフレーム２との間にダクト３の流路となる空間を設け、そのダクト３の流路に外気を吹き込むファン４，５を書込み装置２０のハウジング１の前後に設けたことにより、簡易な構成で書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａをファン４，５により吹き込んだ外気流によって直接冷却することができ、外壁部１ａから熱を奪って書込み装置２０のハウジング１を効率良く冷却することができる。
【００２１】
尚、図１〜３では、吸気ファン４，５を書込み装置２０のハウジング１の前後に設けた例を示したが、複写機本体やフレームの構造によっては、書込み装置２０のハウジング１の左右方向の外壁部とフレームとの間にダクトの流路となる空間を設け、そのダクトの流路に外気を吹き込むファンを書込み装置２０のハウジング１の左右に設ける構成としてもよい。
【００２２】
図３に示す例では、書込み装置２０を支持するフレーム２と、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａとをダクト形状の一部として構成し、書込み装置２０のハウジング１の前後方向の外壁部１ａとフレーム２との間にダクト３の流路となる空間を設け、そのダクト３の流路に外気を吹き込むファン４，５を書込み装置２０のハウジング１の前後に設けた構成を示したが、別の実施形態として、図４に、書込み装置２０のハウジング１の上面部１ｂにもダクト３の流路となる空間を設け、前側吸気ファン４と後側吸気ファン５による気流が生じるように構成した例を示す。図４の例では、原稿読み取り部と書き込み部との間に設けられる複写機本体の仕切板と、書込み装置２０のハウジング１の上面部１ｂとの間にダクト３の流路となる空間を設けたものであり、このように、書込み装置２０のハウジング１の上面部１ｂにもダクト３の流路となる空間を設け、前側吸気ファン４と後側吸気ファン５による気流が生じるように構成することにより、書込み装置２０のハウジング１の全体を外気によって直接冷却することができ、外壁部１ａや上面部１ｂから熱を奪って書込み装置２０のハウジング１をさらに効率良く冷却することができる。
【００２３】
次に図５に本発明に係る冷却装置のさらに別の実施形態を示す。図５に示す例では、図３または図４の構成に加え、複写機の機内の熱源（例えば定着装置３７）から放熱された熱を冷却するためのファン（吸気ファン７または排気ファン８、あるいはその両方）を有するメインダクト６を備え、このメインダクト６に書込み装置２０側のダクト３を連通させ、前側吸気ファン４と後側吸気ファン５によりダクト３に外気を吹き込んで書込み装置２０の冷却に用いた気流を、メインダクト６に合流させて、画像形成部側を冷却した気流とともに外部に排気する構成としたものである。
【００２４】
すなわち図５に示す例では、書込み装置２０のハウジング１を冷却するのに使用したダクト３の気流を、複写機の機内の熱源（定着装置３７等）からの熱を冷却するために用いた吸気ファン７や排気ファン８による気流があるメインダクト６に合流させることにより、書込み装置２０の冷却に使って排熱を含んだ気流をメインダクト６側の気流とともに外部に排気することができ、さらには書込み装置２０の冷却に使った気流をメインダクト６に流すことにより、メインダクト６内の気流の流れを速くすることができ、メインダクト６側のファンの風量を下げることができる。従って、図５に示す構成の冷却装置では、書込み装置２０の冷却と、複写機の機内の熱源（定着装置３７等）からの熱の冷却とを、効率良く行なうことができる。
【００２５】
さて、図１に示した構成の複写機のように本発明に係る画像形成装置では、書込み装置２０等を冷却する冷却手段として、図３〜５のいずれかに示したような構成の冷却装置を備えることにより、書込み装置２０のハウジング１を効率的に冷却することができるので、書込み装置２０のハウジング１内に備える光学部品の熱膨張等を有効に防止し、画像歪み等の発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る画像形成装置では、書込み装置を支持するフレームと、該フレームの側壁に対向する前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部とをダクトの一部として構成し、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部と前記フレームの側壁との間に前記ダクトの流路となる空間をそれぞれ設け、そのダクトの流路に外気を吹き込む吸気ファンを、前記フレームの側壁と、該側壁に対向する前記筐体（ハウジング）の２つの外壁部の一端側との間にそれぞれ設け、前記書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部を２つの吸気ファンにより前記ダクトの流路に吹き込んだ外気流によって直接冷却することにより、簡易な構成で書込み装置の筐体（ハウジング）の２つの外壁部をファンにより吹き込んだ外気流によって直接冷却することができ、外壁部から熱を奪って書込み装置の筐体（ハウジング）を効率良く冷却することができる。
【００２７】
請求項２に係る画像形成装置では、請求項１の構成に加え、書込み装置の筐体（ハウジング）の上面部にも冷却装置のダクトの流路となる空間を設け、前記吸気ファンによる気流が筐体（ハウジング）の上面部にも生じるように構成したことにより、書込み装置の筐体（ハウジング）の全体を外気によって直接冷却することができ、外壁部や上面部から熱を奪って書込み装置の筐体（ハウジング）をさらに効率良く冷却することができる。
【００２８】
請求項３に係る画像形成装置では、請求項１または２の構成に加え、書込み装置の筐体（ハウジング）を冷却するのに使用した気流を、書込み装置を冷却するファンとダクトとは別に、機内の熱源（定着装置等）からの熱を冷却するために用いるファン（吸気ファンまたは排気ファン、あるいはその両方）による気流があるメインダクトに合流させることにより、書込み装置の冷却に使って排熱を含んだ気流を、メインダクト側の機内を冷却した気流とともに外部に排気することができる。さらには書込み装置の冷却に使った気流をメインダクトに流すことにより、メインダクト内の気流の流れを速くすることができ、メインダクト側のファンの風量を下げることができる。従って、書込み装置の冷却と、画像形成装置の機内の熱源からの熱の冷却とを、効率良く行なうことができる。
【００２９】
以上のように、本発明に係る画像形成装置では、書込み装置を冷却する冷却装置を備えたことにより、書込み装置等を効率的に冷却することができ、書込み装置内に備える部品の熱膨張等を有効に防止し、画像歪み等の発生を効果的に阻止して画像品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す複写機の概略構成図である。
【図２】図１に示す複写機の内部の原稿読み取り部と書込み装置及び冷却装置を示す概略要部斜視図である。
【図３】本発明に係る冷却装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る冷却装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る冷却装置のさらに別の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：筐体（ハウジング）
１ａ：ハウジングの外壁
１ｂ：ハウジングの上面部
２：フレーム
３：ダクト
４：前側吸気ファン
５：後側吸気ファン
６：メインダクト
７：吸気ファン
８：排気ファン
１０：原稿読み取り部（イメージスキャナ）
２０：書き込み部（書込み装置）
２１：光源
２２：回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２３：ポリゴンモータ
２４，２５：走査結像光学系
２６：ミラー
３０：画像形成部
３１：感光体ドラム（像担持体）
３２：帯電装置
３３：現像装置
３４：転写搬送装置
３５：クリーニング装置
３６：除電装置
３７：定着装置
４０：給紙部

Claims (3)

1. 像担持体に書込み装置からの光束を露光して潜像の書込みを行なった後、前記像担持体上の潜像を現像装置で現像して顕画像化し、該顕画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置であって、前記書込み装置を冷却するためのファンとダクトを有する冷却装置を備えた画像形成装置において、
   前記書込み装置は、上下の面と四方を囲む外壁部とを有する箱状の筐体内に光学部品を収納した構成であり、該筐体の下面側を画像形成装置本体のフレームにより支持されており、
   前記書込み装置の筐体の四方を囲む外壁部のうちの略平行な２つの外壁部は、前記フレームの両側部に形成された側壁にそれぞれ対向しており、
   前記書込み装置の筐体を支持するフレームと、該フレームの側壁に対向する前記筐体の２つの外壁部を前記冷却装置のダクトの一部として構成し、前記書込み装置の筐体の２つの外壁部と前記フレームの側壁との間に前記ダクトの流路となる空間をそれぞれ設け、該ダクトの流路に外気を吹き込む吸気ファンを、前記フレームの側壁と、該側壁に対向する前記筐体の２つの外壁部の一端側との間にそれぞれ設け、前記書込み装置の筐体の２つの外壁部を２つの吸気ファンにより前記ダクトの流路に吹き込んだ外気流によって直接冷却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、
   前記画像形成装置本体の書込み部の上部に設けられる仕切板と、前記書込み装置の筐体の上面部との間に、前記冷却装置のダクトの流路となる空間を設け、前記吸気ファンによる気流が生じるように構成した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、
   前記冷却装置は、前記書込み装置を冷却するファンとダクトとは別に、機内の熱源からの熱を冷却するためのファンを有するメインダクトを備え、該メインダクトに前記書込み装置側のダクトを連通させ、該書込み装置の冷却に用いた気流を合流させることを特徴とする画像形成装置。

Images