JP4539746B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、その被記録媒体を積載して保持するカセットの上面に沿って、その被記録媒体に電子写真方式で画像を形成するプロセスユニットを複数並べて配設した画像形成装置に関する。

従来より、この種の画像形成装置では、プロセスユニット等の過熱を防止するために、装置内部に空気を流通させて冷却を行うことが種々提案されている。例えば、静電潜像担持体の一例としての感光ドラムを備えたプロセス部とその感光ドラムを露光するスキャナ部との間に空気の流通経路を設けると共に、プロセス部の下方へ空気を送るためのダクトを設け、ファンによって空気を流通させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−８６６２９公報

ところが、上記特許文献１では、スキャナ部とプロセス部との間に空気を取り入れるための気取り入れ口や空気を下方に送るためのダクトを設ける必要があり、設計の自由度が少なかった。そこで、本発明は、空気を下方に送るためのダクトや空気取り入れ口を設けることなくプロセスユニット等を良好に冷却することのできる画像形成装置の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、被記録媒体を積載して保持するカセットと、該カセットの上面に沿って複数並べて配設され、個々に静電潜像担持体を備えてその静電潜像担持体に担持された静電潜像に対応する画像を上記カセットから供給された被記録媒体に形成する複数のプロセスユニットと、上記カセットと上記各プロセスユニットとの間に配設され、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右両端、かつ前後方向全体に亘って穴が形成された仕切板と、上記穴の上記左右方向両側に設けられ、上記プロセスユニットを支持する一対のエンジンフレームと、上記カセットの上方空間から、上記仕切板の穴、及び、上記各プロセスユニットの周囲を通って空気を流通させるファンと、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、被記録媒体を積載して保持するカセットの上面に沿って、プロセスユニットが複数並べて配設されている。このプロセスユニットは、静電潜像担持体を個々に備え、その静電潜像担持体に担持された静電潜像に対応する画像を上記カセットから供給された被記録媒体に形成する。

上記カセットと上記各プロセスユニットとの間には、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右両端に穴が形成された仕切板が配設され、上記カセットの上方空間から、上記仕切板の穴、及び、上記各プロセスユニットの周囲を通って、ファンが空気を流通させる。この空気の流通によって、各プロセスユニットは良好に冷却される。

このように、本発明の画像形成装置では、上記カセットの上方空間から上記仕切板に設けられた穴を通って空気を取り入れているため、空気を下方に送るためのダクトが不要となる。また、上記カセットの上方空間は外部との空気の流通が自由なため、空気取り入れ口も設ける必要もない。従って、本発明の画像形成装置では、設計の自由度が向上すると共に、構成を簡略化して装置の製造コストを低減することができる。

なお、本発明は以下の構成に限定されるものではないが、上記各プロセスユニットと上記仕切板との間に、上記各プロセスユニットとの対向部を通って上記被記録媒体を搬送する無端ベルトと、該無端ベルトを清掃するベルトクリーナとを、更に備え、上記仕切板の穴を通った空気が、上記ベルトクリーナ及び上記無端ベルトの、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右側面を通って上記各プロセスユニットの周囲を通ってもよい。この場合、ベルトクリーナ及び無端ベルトの側面も空気の通路となる。

また、上記プロセスユニット及び上記仕切板を収容し、上記カセットが着脱可能に装着される筐体を、更に備え、上記筐体の、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右側面の少なくともいずれか一方の内側に、高圧基板を備えてもよい。このように、上記プロセスユニット及び上記仕切板を収容する筐体の内側に高圧基板が設けられている場合、空気取り入れ口を設けるスペースが少なくなるが、本発明では、前述のように空気取り入れ口を設ける必要がない。従って、この場合、本発明の効果が一層顕著になる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置１の構成を表す模式的に側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における左側を前方とする。

（画像形成装置の全体構成）
この画像形成装置１は、直接転写タンデム方式のカラープリンタであって、図１に示すように、略箱型の筐体２を備えている。筐体２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５が形成されている。

筐体２の下部には、画像を形成するための用紙４が収容されるカセットの一例としての給紙トレイ７が、前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板（図示省略）が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、用紙４を送り出す給紙ローラ１１が設けられ、その給紙ローラ１１による用紙搬送方向下流側には、給紙ローラ１１にて搬送される用紙４を１枚毎に分離する分離ローラ１２と分離パッド１３とが設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、分離ローラ１２によって１枚毎に分離された後、更に、一対の搬送ローラ１４によって搬送され、レジストローラ１５へ送られる。レジストローラ１５では、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット２０上へ送り出す。

ベルトユニット２０は、筐体２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置されたベルト駆動ローラ２１，テンションローラ２２の間に、水平に架設される無端ベルトの一例としての搬送ベルト２３を備えている。搬送ベルト２３は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる半導電性の無端状のベルト（転写ベルト）であり、後側のベルト駆動ローラ２１が図示省略したメインモータによって回転駆動されることにより図１の時計回り方向に循環移動して、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。また、テンションローラ２２は、ベルト駆動ローラ２１と回転軸を平行に揃えて設けられ、図示省略したバネによって前方に付勢されることで搬送ベルト２３に適度な張力を与えている。

（画像形成部の構成）
搬送ベルト２３の内側には、後述する画像形成ユニット３０が有する各感光体ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ２４が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ２４との間に搬送ベルト２３を挟んだ状態となっている。後述のトナー像の転写時には、この転写ローラ２４と感光体ドラム３１との間に転
写バイアスが印加され、所定量の転写電流が通電される。

また、ベルトユニット２０の下側には、搬送ベルト２３に付着したトナーや紙粉等をクリーニングローラ４１を介して除去することによって搬送ベルト２３を清掃するベルトクリーナ４０が設けられている。

画像形成ユニット３０は、ＬＥＤユニット５０と対をなして、用紙搬送方向に沿って上流側から順にブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの順で各色に対応して４機ずつ直列に設けられている。なお、各色に対応する画像形成ユニット３０，ＬＥＤユニット５０，転写ローラ２４が画像形成手段の一例に相当する。

プロセスユニットの一例としての各画像形成ユニット３０は、静電潜像担持体としての感光体ドラム３１と、トナー収容室３２に収容された各色の正帯電性１成分トナーを正帯電させながら感光体ドラム３１に供給する現像ローラ３３とを備えた周知のものである。この画像形成ユニット３０では、感光体ドラム３１の表面は、その回転時、先ず、図示省略したスコロトロン型帯電器により一様に正帯電される。その後、感光体ドラム３１の表面は、ＬＥＤユニット５０の下端に用紙幅方向（図１の表裏面方向）に一列に配設されたＬＥＤ（図示省略）により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３３の回転により、現像ローラ３３上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト２３によって搬送される用紙４が感光体ドラム３１と転写ローラ２４との間を通る際に、上記転写電流によって、用紙４に順次転写される。こうして各色のトナー像が順次重ねて転写された用紙４は、次いで定着手段の一例としての定着器６０に搬送される。

定着器６０は、筐体２内における搬送ベルト２３の後方に配置されている。この定着器６０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１の下方において、加熱ローラ６１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ６２とを備えている。この定着器６０では、各色のトナー像が転写された用紙４を、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、上記トナー像を用紙４に定着させる。そして、上記トナー像が定着された用紙４は、定着器６０の斜め後上方に配置された搬送ローラ６３により更に搬送され、筐体２の上部に設けられた排紙ローラ６４により、前述の排紙トレイ５上に排出される。

また、図１に示した断面の手前側（右側）には、定着器６０の上方に設けられたダクト６６を介して空気を吸引するファン６７と、上記各部に電力を供給する高圧基板６９とが配設されている。更に、ベルトユニット２０，各画像形成ユニット３０，ベルトクリーナ４０，各ＬＥＤユニット５０の左右には、それらの部材を支持する一対のエンジンフレーム７０が設けられている。

（画像形成装置のエンジンフレームの構成）
次に、上記各部を支持するエンジンフレーム７０の構成について説明する。図２は、エンジンフレーム７０の構成を一部破断して表す斜視図である。図２に示すように、筐体２の内部には、金属板をほぼ左右対称形状にプレス成形して構成された一対のエンジンフレ
ーム７０が設けられている。この一対のエンジンフレーム７０は、上部前方，下部前方，上部後方，下部後方の４箇所で、水平方向に配設されたパイプ状の補強部材８０によって連結されている。また、エンジンフレーム７０の下端には、ベルトクリーナ４０と給紙トレイ７との間を水平方向に仕切る平板状の仕切板７１が固定されている。

更に、左右の各エンジンフレーム７０には、ベルトユニット２０が図示省略した樹脂部材を介して装着されるベルトユニット装着部７２や、各画像形成ユニット３０がそれぞれ装着される４つの画像形成ユニット装着部７３、ベルトクリーナ４０が図示省略した樹脂部材を介して装着されるベルトクリーナ装着部７４、各ＬＥＤユニット５０がそれぞれ装着される４つのＬＥＤユニット装着部７５などが設けられている。また、仕切板７１の左右両端（用紙４の搬送方向に対する左右両端に相当）には、前後方向全体に亘って多数の穴７７が２列ずつ形成されている。

図３は、図１のＸ−Ｘ線断面を模式的に表す説明図である。なお、図３では、ＬＥＤユニット５０を図示省略した。図３に示すように、各エンジンフレーム７０は、仕切板７１が給紙トレイ７の上方に所定の間隔を開けて配設されるように、筐体２の一部を構成する左右一対の樹脂フレーム２Ｌ，２Ｒの間に支持されている。樹脂フレーム２Ｌ，２Ｒは、合成樹脂にてそれぞれ中空の直方体状に構成され、右側の樹脂フレーム２Ｒには前述のファン６７と高圧基板６９とが、左側の樹脂フレーム２Ｌには上記各部を駆動するための駆動系８８が、それぞれ収容されている。更に、一対のエンジンフレーム７０の間には、仕切板７１の上方に、ベルトクリーナ４０，ベルトユニット２０が順次配設され、更にその上方に４つの画像形成ユニット３０，ＬＥＤユニット５０が並べて配設される。

（画像形成装置の通気経路の構成及び効果）
また、図１及び図３に示すように、ダクト６６の吸込み口６６Ａは、各画像形成ユニット３０の上部に対向してそれらの後方に設けられている。このため、ファン６７を駆動すると、空気Ａが図３に矢印で示すように流通する。すなわち、空気Ａは、給紙トレイ７の上方空間から、仕切板７１の穴７７を通って、一対のエンジンフレーム７０に沿ってベルトクリーナ４０，ベルトユニット２０の左右側面を抜ける。ベルトクリーナ４０，ベルトユニット２０の左右側面を抜けた空気Ａは、画像形成ユニット３０の前後面にも拡散しながらその画像形成ユニット３０とＬＥＤユニット５０との周囲を通って上昇し、吸込み口６６Ａを通ってファン６７から装置の側方に排出される。この空気Ａの流通によって、各画像形成ユニット３０等は良好に冷却される。

また、本実施の形態では、外部との空気Ａの流通が自由な給紙トレイ７の上方空間から、仕切板７１に設けられた穴７７を通って空気Ａを取り入れているため、空気Ａを下方に送るためのダクトや空気取り入れ口を設ける必要がない。従って、本実施の形態の画像形成装置１では、設計の自由度が向上すると共に、構成を簡略化して製造コストを低減することができる。更に、本実施の形態のように、左右の樹脂フレーム２Ｌ，２Ｒにそれぞれ高圧基板６９，駆動系８８を設けた場合、空気取り入れ口を設けるスペースが少なくなるが、本実施の形態では前述のように空気取り入れ口を設ける必要がない。従って、本実施の形態では、上記効果が一層顕著に表れる。また、上記のように駆動系８８と画像形成ユニット３０との間を空気Ａが流通すると、駆動系８８に設けられた図示しないモータ等によって暖められた空気Ａを良好に排除することができ、一層効果が顕著になる。

（本発明の変形例）
なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、感光体ドラム３１にＬＥＤによって静電潜像を形成しているが、レーザ光の照射によって静電潜像を形成してもよい。また、上記実施の形態では、空気Ａをファン６７によって装置の側
方に排出しているが装置の後方等に排出してもよい。更に、本発明は、スキャナ等の画像読取手段を備えたファクシミリ装置，コピー機等の画像形成装置にも同様に適用することができる。

本発明が適用された画像形成装置の構成を模式的に表す側断面図である。 その画像形成装置のエンジンフレームの構成を表す斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線断面を模式的に表す説明図である。

１…画像形成装置 ２…筐体 ２Ｌ，２Ｒ…樹脂フレーム
４…用紙 ７…給紙トレイ ２０…ベルトユニット
２３…搬送ベルト ３０…画像形成ユニット ３１…感光体ドラム
３２…トナー収容室 ３３…現像ローラ ４０…ベルトクリーナ
４１…クリーニングローラ ５０…ＬＥＤユニット ６０…定着器
６６…ダクト ６７…ファン ６９…高圧基板
７０…エンジンフレーム ７１…仕切板 ７７…穴
８８…駆動系 Ａ…空気

Claims (3)

1. 被記録媒体を積載して保持するカセットと、
   該カセットの上面に沿って複数並べて配設され、個々に静電潜像担持体を備えてその静電潜像担持体に担持された静電潜像に対応する画像を上記カセットから供給された被記録媒体に形成する複数のプロセスユニットと、
   上記カセットと上記各プロセスユニットとの間に配設され、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右両端、かつ前後方向全体に亘って穴が形成された仕切板と、
   上記穴の上記左右方向両側に設けられ、上記プロセスユニットを支持する一対のエンジンフレームと、
   上記カセットの上方空間から、上記仕切板の穴、及び、上記各プロセスユニットの周囲を通って空気を流通させるファンと、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記各プロセスユニットと上記仕切板との間に、
   上記各プロセスユニットとの対向部を通って上記被記録媒体を搬送する無端ベルトと、
   該無端ベルトを清掃するベルトクリーナとを、
   更に備え、
   上記仕切板の穴を通った空気が、上記ベルトクリーナ及び上記無端ベルトの、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右側面を通って上記各プロセスユニットの周囲を通ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記プロセスユニット及び上記仕切板を収容し、上記カセットが着脱可能に装着される筐体を、
   更に備え、
   上記筐体の、上記被記録媒体の搬送方向に対する左右側面の少なくともいずれか一方の内側に、高圧基板を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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