JP5043458B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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し、特にその高圧電線の配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記録装置においては、レーザ光等によって描かれた潜像を現像するための現像装置と、現像されたトナー像を転写材に転写するための転写装置と、転写されたトナー像を転写材上に定着するためのＡＣ電源駆動によるヒータ等を備えた定着器によって構成されたものが主流となっている。

なお、これらの現像装置、転写装置には数ｋＶの電圧を出力する高圧電源回路で生成された電圧が印加されており、現像装置、転写装置との接続には高圧用の電線を使用している。

また、高圧電源回路と、商用ＡＣ電源につながる一次電源回路との間には規格上沿面距離を要求されている。

たとえばＴＵＶ規格（ドイツ安全規格）では高圧電源回路部と一次電源回路部等、たとえばヒータ用の電線との間には沿面距離が必要との規定が設けられている。ＴＵＶの規格上では高圧電源回路と一次電源回路との間には１０００Ｖあたり２０ｍｍ（強化絶縁）が要求されており、従来はこの規格を満足させるために必要な沿面距離を確保して対応していた。また、沿面距離に対する対策を行なっていた（特許文献１参照）。

ここでＴＵＶ規格で要求される沿面距離について説明する。
この規格を説明するための図を図８に示す。
図示のように、高圧用電線２２０と、一次電源回路の電線、たとえばヒータに接続された被覆材の耐圧が高圧用電線に印加される電圧以下のヒータ電線２４０とが交差し接触する場合について説明する。この場合、ヒータ電線２４０と高圧用電線２２０の接触点から高圧用電線２２０に沿って高圧用電線２２０のコネクタ部まで沿面距離を確保しなければならない。ＴＵＶ規格ではこれらの電圧の電圧差を計算し、計算した値１ｋＶあたりの必要沿面距離は２０ｍｍであると規定されている。
たとえば高圧用電線２２０の片側に−５ｋＶの高電圧が印加され、ヒータ電線２４０には１００Ｖの一次電圧が印加される場合を考えると、高圧用電線２２０の被覆を伝わって必要な沿面距離は以下となる。
必要沿面距離＝（０．１ｋＶ−（−５ｋＶ））÷１ｋＶ×２０ｍｍ＝１０２ｍｍ
なお、同一基板上に高圧電源回路部と一次電源回路部が存在する場合、基板上の対策としてこれら高圧電源回路部と一次電源回路部との間にＧＮＤパターンを設けたり、また、ＧＮＤに接続されたジャンパー線を設けたりしている。
特開２００４−３４７７２８号公報（図８参照）

前述のような構成において、たとえばＴＵＶ規格で定められた沿面距離の規格を満足させるためには、この規格で要求される距離を確保させるためだけに必要以上に画像記録装置自体を大きくしなくてはならなかった。
これにより、ユーザからは画像記録装置の小型化が要求されているにもかかわらず、小型化ができず、また、沿面距離を確保するための対策にコストもかかってしまうといった問題があった。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、高圧用電線と一次電源回路との沿面距離が必要とならず、小型化が可能な画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を備える。

（１）像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を発熱体により加熱し定着する定着手段と、前記発熱体に第一電線を介して第一電圧を印加する第一電源回路部と、前記現像手段又は前記転写手段に第二電線を介して前記第一電圧よりも高い第二電圧を印加する第二電源回路部と、前記第二電源回路部が実装される基板と、を備える画像形成装置であって、前記第二電線が前記基板に接続された箇所と、前記第一電線と前記第二電線が交差する箇所との間に設けられ、前記第二電線を囲むＧＮＤに接続された導電性の線状部材を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、高圧用絶縁電線と一次電源回路との沿面距離が必要とならず、画像記録装置自体の小型化が可能となる。また、プリント基板上に前述の線状部材を設けることで他のメカ部品等々への影響もなくなり、高圧用電線の保持部材が不要となり安いコストで対策が可能となる。

本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図２は、実施例１である“電子写真プロセスを用いた画像形成装置”の概略構成を示す断面図であり、レーザビームプリンタの例を示している。

レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１という）は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知する記録紙有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（複数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ１０７からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。さらに、画像形成部１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられている。定着器１０９の上流には給紙した紙を検知するトップセンサ１５０、定着器１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。

また、前記レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。

そして、画像形成部１０８は公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。

なお、後述するエンジンパワーユニット１２６上の高圧電源回路部から出力された数ｋＶの電圧が現像器１２０、転写帯電ローラ１２１に印加されており、これらの接続にはバネ接点や高圧用電線（絶縁電線）を用いている。本構成ではエンジンパワーユニット１２６上の基板から現像器１２０には直付けタイプ端子（一端に用いられる導電端子）が圧着された高圧用電線２３０を、転写帯電ローラ１２１には高圧用電線２２０を用いて接続する構成とする。

また、エンジンパワーユニット１２６上にはＧＮＤパターンに直接接続された転写バネ（線状部材）２１０が実装されており高圧用電線２２０を１ｍｍ以内の距離内で挟むような構成となっている。
定着器１０９は、定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられた発熱体を備えたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの発熱体毎の表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄから構成されている。また、セラミックヒータ１０９ｃとエンジンパワーユニット１２６との接続にはヒータ電線２４０が使用されている。

また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ソレノイド１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１４０には搬送クラッチ１４３を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。

また１４２は手差し給紙口であり、手差し紙有り無しセンサ１４１によって手差し口に紙が入れられたかどうかを検知する。

そして１２６は、電源回路、高圧電源回路、ＣＰＵおよび周辺回路が実装されたエンジンパワーユニットである。このエンジンパワーユニット１２６はレーザスキャナ１０７、高圧回路部（画像形成部１０８）、定着器１０９の制御および電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行なっている。

そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１３０で接続されており、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンパワーユニット１２６へ送出している。

次にエンジンパワーユニット１２６の基板の一部を示した図が図３である。
高圧用電線２２０の片方は基板に直付けされるボードインタイプの端子２２０ａが圧着され、もう一方は転写帯電ローラ（高圧用電線２２０に接続される負荷）１２１用に端子２２０ｂが圧着されている。
また、基板上にはＧＮＤパターンに半田付けによって実装接続された転写バネ２１０が備えられている。
エンジンパワーユニット１２６の転写高圧電源回路の出力部に高圧用電線２２０のボードインタイプの端子２２０ａが実装されており、端子２２０ｂは転写帯電ローラに接続されている。また、高圧用電線２２０は転写バネ２１０に挟み込まれている。
この転写バネ２１０を高圧用電線２２０に組み込んだ断面を模式的に示したものが図４である。
図示のように高圧用電線２２０を間隙１ｍｍ以内で挟み込むような構成をし、かつ基板上のＧＮＤパターンに半田付けによって実装接続された転写バネ２１０が備えられている。
このようなバネを設けることで沿面距離を考えることなく設計を行なえ、画像記録装置本体の小型化につながる。

すなわち、図１のように、高圧用電線２２０に、高圧用電線２２０を１ｍｍ以内の間隙で挟み込むようなＧＮＤに接続された導電性端子２１０（たとえば転写バネ）を設けた場合は、たとえば、１０２ｍｍ必要だった沿面距離は、導電性端子２１０とヒータ電線２４０の間の高圧用電線２２０に沿った部分には必要なくなる、という考え方が認められている。ただし、ＧＮＤに接続された導電性端子２１０に高圧用電線２２０のコネクタ部の高圧がリークしないような距離は必要である。
以上の条件を満たせば沿面距離を考慮しなくてよい。

そこで、高圧用電線と、一次電源回路の一部であるヒータ電線との間に、基板のＧＮＤパターンに接続された基板取り付けタイプの転写ばね（線状部材）２１０を配置し、線状部材の一部で高圧用電線を囲むことにより、画像記録装置本体の小型化を図ることができる。

なお本実施例では高圧用電線２２０の両端を導電性の端子として説明したが、片方、あるいは両方を基板に直に半田付けしてもよい。

実施例２である“画像形成装置”について説明する。
本実施例の全体構成および転写ばねの構成は実施例１とほぼ同じである。実施例１では転写ばねは、高圧用電線を挟み込む形状を備えた部材であったが、本実施例ではらせん状の形状をした部材で構成する。

本実施例の転写ばねの構成を図５に示す。
転写バネ２１０−２はらせん状のバネ形状を備えて、らせん状のバネに高圧用電線２２０を挟み込む。

この転写バネ２１０−２を高圧用電線２２０に組み込んだ断面を模式的に示したものが図６である。
図示のように高圧用電線２２０を間隙１ｍｍ以内で挟み込むような構成とし、かつ基板上のＧＮＤパターンに半田付けによって実装接続された転写バネ２１０が備えられている。

本実施例によっても実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例３である“画像記録装置”について説明する。
本実施例の全体構成は実施例１と同じであるが、転写バネを高圧電源の実装された基板に半田付けで実装するのではなく、別の基板に半田付け実装する例である。
本実施例の転写ばねを図７に示す。
図示のように転写バネ２１０を、高圧電源回路のあるエンジンパワーユニット１２６ではなく別の基板１２６−２に実装し、高圧用電線２２０を挟み込んでいる。
なお、本実施例は挟み込むバネを用いる例であるが、らせん状のバネおよび他の形状のバネを使ってもよい。

本実施例によっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例１における沿面距離の説明図 実施例１のレーザープリンタの構成を示す断面図 実施例１におけるエンジンパワーユニットの近傍を示す図 転写ばねと高圧用電線の位置関係を模式的に示す図 実施例２におけるエンジンパワーユニットの近傍を示す図 転写ばねと高圧用電線の位置関係を模式的に示す図 実施例３におけるエンジンパワーユニットの近傍を示す図 ＴＵＶ規格の説明図

符号の説明

１２６ エンジンパワーユニット
２１０ 転写バネ
２２０ 高圧用電線
２４０ ヒータ電線

Claims (6)

1. 像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
   記録材上に転写されたトナー像を発熱体により加熱し定着する定着手段と、
   前記発熱体に第一電線を介して第一電圧を印加する第一電源回路部と、
   前記現像手段又は前記転写手段に第二電線を介して前記第一電圧よりも高い第二電圧を印加する第二電源回路部と、
   前記第二電源回路部が実装される基板と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記第二電線が前記基板に接続された箇所と、前記第一電線と前記第二電線が交差する箇所との間に設けられ、前記第二電線を囲むＧＮＤに接続された導電性の線状部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記線状部材は、らせん状の部分を有し、前記らせん状の部分で前記第二電線を囲むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記線状部材は、前記基板のＧＮＤパターンに接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記線状部材は、前記基板とは別の基板のＧＮＤパターンに接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記第二電線の両端または一端に導電端子を使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記線状部材は、前記第二電線を１ｍｍ以内の間隙で挟み込んでいることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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