JP6332169B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形装置を構成するユニット又は部品を冷却するための技術に関する。

画像形成装置においては、多機能化、小型化などに伴い、該画像形成装置を構成する多数のユニットや部品を狭い空間に適確に配置する必要性が高くなり、その一方で、装置内部の効率的な冷却が要求されている。

例えば、特許文献１では、電気回路を複数の回路基板に分散させ、各回路基板をそれぞれの収納スペースに配置している。

また、特許文献２では、定着ユニットとプロセスユニットの間にダクトを設け、ダクトに空気を流して、定着ユニットの熱がプロセスユニットに影響を与えないようにしている。

更に、特許文献３では、単一のファンからの空気を冷却対象物に直接吹付けたり、その空気を、ダクトを通じて冷却対象物に導いたりして、複数の冷却対象物を効率的に冷却している。

特開平１１−１３３６９１号公報 特開平１０−１４３０５３号公報 特開２００２−２３５９７号公報

しかしながら、特許文献１では、複数の回路基板を独立したそれぞれの専用の部品として設けているため、省スペース化には限界があった。同様に、特許文献２及び３のいずれにおいても、ダクトそのものを１つの専用の部品として設けているため、省スペース化には限界があった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、回路基板をダクトの一部として兼用することにより、更なる省スペース化を可能にする画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、フレームと、
回路基板と、
冷却風を発生させるファンと、
前記ファンを取付可能に前記フレーム上に形成されたファン取付け部と、
前記ファン取付け部に取り付けられる前記ファンが発生させる冷却風を前記冷却対象物に導くダクトを形成するために前記フレーム上に設けられ、１つの壁部が未形成となっているダクト半完成部とを備え、
前記ダクト半完成部は、前記フレーム上に設けられた上壁部、下壁部、及び終端壁部と、前記上壁部、前記下壁部、及び前記終端壁部に囲まれた位置に設けられた連通口とを有し、前記上壁部及び前記下壁部により前記ファン取付け部に向かって開口する吸入口が形成され、
前記上壁部及び前記下壁部は、前記吸入口から前記連通口までを繋ぐ部分に屈曲部を有し、
前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に、前記上壁部及び前記下壁部に重ねて、前記回路基板の一部が取り付けられ、当該取り付けられた前記回路基板の一部、前記上壁部、前記下壁部、及び前記フレームの一部により筒状の前記ダクトが形成され、
前記回路基板の取付により形成される前記筒状の前記ダクトは、その内部に、前記回路基板の一部の上に搭載された冷却対象物を内包する形状とされている。

また、本発明の一局面に係る画像形成装置は、フレームと、
回路基板と、
冷却風を発生させるファンと、
ファンを取付可能に前記フレーム上に形成されたファン取付け部と、
前記ファン取付部に取り付けられる前記ファンが発生させる冷却風を冷却対象物に導くダクトを形成するために前記フレーム上に設けられ、１つの壁部が未形成となっているダクト半完成部とを備え、
前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に回路基板が取付可能とされ、当該取り付けられた回路基板及び前記ダクト半完成部により前記ダクトが形成され、
前記回路基板に代えて、前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に、ダクト専用壁部が更に取付可能とされ、
(1)前記ダクト半完成部に前記回路基板を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付けない態様、(2)前記ダクト半完成部に前記回路基板を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付ける態様、(3)前記ダクト半完成部に前記ダクト専用壁部を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付ける態様、(4)前記回路基板、前記ファン及び前記ダクト専用壁部のいずれも取り付けない態様、のいずれの態様にも適用が可能とされたものである。

本発明によれば、回路基板をダクトの一部として兼用することにより、回路基板の配設にのみ必要であったスペースや、ダクトの配設にのみ必要であったスペースを削減でき、更なる省スペース化が可能になる。

本発明に係る一実施形態の画像形成装置を示す正面断面図である。 画像形成装置の外観を示す斜視図である。 （ａ）は画像形成装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）〜（ｅ）は画像形成装置の本体フレームに取付けられた冷却機構等を示す斜視図である。 冷却機構のダクトを破断して示す斜視図である。 冷却機構を拡大して示す平面図である。 本体フレーム及び冷却機構を図２の上方から見て概略的に示す断面図である。 画像形成装置の製造工程を説明するために用いたフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置を示す正面断面図である。また、図２は、画像形成装置の外観を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように画像形成装置１は、装置筐体２、操作部４７、画像形成部１２０、定着部１３、給紙部１４、搬送部１５、データ通信部（図示せず）、及び冷却機構５１等を備えて構成される。

操作部４７は、操作者から画像形成動作実行等の指示を受け付けるものであり、また操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。

画像形成部１２０は、画像データに基づいて、給紙部１４から供給される記録紙Ｐにトナー像を形成する。

画像形成部１２０の画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋは、感光体ドラム１２２と、感光体ドラム１２２の表面を除電する除電部と、感光体ドラム１２２の表面をクリーニングするクリーニングブレードと、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させる帯電部と、感光体ドラム１２２の表面を露光して、その表面に静電潜像を形成する露光部（ＬＳＵ;Laser scanning units）１２３と、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像をトナー像に現像する現像部と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、画像形成部１２０のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋにおいては、感光体ドラム１２２の表面を除電してクリーニングし、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させてから露光して、その表面にカラーの色成分の画像に対応する静電潜像を形成し、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像をその色成分のトナーにより現像して、感光体ドラム１２２上にトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５Ａ及び従動ローラー１２５Ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に１次転写させる。

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面を有し、感光体ドラム１２２の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５Ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２２と同期しながら、駆動ローラー１２５Ａと従動ローラー１２５Ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色成分のトナー像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５との間のニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を通じて搬送されてきた記録紙Ｐに２次転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

次に、冷却機構５１について詳しく説明する。図３（ａ）は、画像形成装置１の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）〜（ｅ）は、画像形成装置１の本体フレーム５２に取付けられた冷却機構５１等を示す斜視図である。また、図４は、冷却機構５１のダクト５７を破断して示す斜視図であり、図５は冷却機構５１を拡大して示す平面図である。更に、図６は本体フレーム５２及び冷却機構５１を図２の上方から見て概略的に示す断面図である。

冷却機構５１は、画像形成装置１を構成するユニットやその部品を冷却対象物として冷却するために用いられる。冷却機構５１は、本体フレーム５２に取り付けられて画像形成装置１の一部となる。冷却機構５１は、サブフレーム（特許請求の範囲におけるフレームの一例）５３と、ファン取付け部５５と、ダクト半完成部５４とを備える。

図６に示す本体フレーム５２は、画像形成装置１の装置筐体２の内側に配置されて、画像形成装置１の多数の部品、ユニット、及びサブフレーム５３を支持している。図３（ａ）、（ｂ）に示すように本体フレーム５２に取付けられたサブフレーム５３は、装置筐体２の側壁部２ａにより覆われている。このサブフレーム５３には、ダクト半完成部５４及びファン取付け部５５が形成されている。ダクト半完成部５４は、後で述べるダクト５７の側壁部のみを未形成としたものであり、上壁部５４ａ、下壁部５４ｂ、終端壁部５４ｃ、及び連通口５４ｄを有している。上壁部５４ａ及び下壁部５４ｂの一端が終端壁部５４ｃを介して連結され、３つの壁部５４ａ、５４ｂ、５４ｃの内側に連通口５４ｄが形成されている。また、上壁部５４ａ及び下壁部５４ｂの他端側で該各壁部５４ａ、５４ｂが斜め下方に屈曲され、該各壁部５４ａ、５４ｂの他端に隣接する位置にファン取付け部５５が設けられている。

図３（ｃ）に示すように回路基板５０が、ダクト半完成部５４の上壁部５４ａ及び下壁部５４ｂに重ねられて固定されると、図４に示すように回路基板５０、上壁部５４ａ、下壁部５４ｂ、及びサブフレーム５３（の一部）からなる筒状のダクト５７が形成される。すなわち、回路基板５０がダクト５７の側壁部として兼用されて、ダクト５７が完成する。このダクト５７は、図５及び図６に示すようにファン取付け部５５に向く吸入口５７ａを有し、終端壁部５４ｃで閉じられて、連通口５４ｄ及び本体フレーム５２の開口部を介して画像形成装置１の内側に通じる。

また、図３（ｃ）、図５、及び図６に示すようにファン取付け部５５には、ファン５８が取付けられる。図３（ａ）に示すように装置筐体２の側壁部２ａには、スリット５９が形成されており、ファン５８の空気吸引口がスリット５９に対向する。

ここで、図６に示すようにファン５８が動作すると、ファン５８により外部の空気が装置筐体２のスリット５９を通じて吸引され、ファン５８からダクト５７の吸入口５７ａを通じて該ダクト５７の内側へと空気が吹き込まれる。そして、空気は、矢印Ａで示すようにダクト５７を通じて該ダクト５７の連通口５４ｄへと流れて、連通口５４ｄ及び本体フレーム５２の開口部を介して画像形成装置１の内部に吹出され、中間転写ベルト１２５の上側に向く外周面に吹付けられる。これにより、中間転写ベルト１２５が冷却され、更に中間転写ベルト１２５に接触する各感光体ドラム１２２も冷却される。

また、上記のようにしてダクト半完成部５４に回路基板５０が取り付けられたとき、上壁部５４ａ、下壁部５４ｂ、及び終端壁部５４ｃとで形成されるダクト５７により、回路基板５０上の冷却対象物、例えば冷却の必要な電子部品が内包される。すなわち、ダクト５７は、その内部に回路基板５０上の冷却対象物を内包する形状とされている。空気がダクト５７の内側を流れるときには、回路基板５０が冷却され、回路基板５０に実装されている部品等も冷却される。

更に、冷却機構５１では、回路基板５０がダクト５７の側壁部として兼用されているため、回路基板５０の分だけ、省スペース化がなされる。

このように本実施形態では、単一のファン５８及びダクト５７を用いて、画像形成装置１の内部に配置された中間転写ベルト１２５、各感光体ドラム１２２、及び回路基板５０を冷却することができ、しかも回路基板５０をダクト５７の側壁部として兼用しているため、省スペース化がなされる。

次に、本実施形態の画像形成装置１の製造工程について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

この画像形成装置１の製造工程は、図１に示すような基本的な構成の画像形成装置１を製造しながらも、画像形成装置１の様々な機能の変更に伴うユニットの追加やプロセス速度の高速化に対応することを前提としている。具体的には、ユニットの追加やプロセス速度の高速化に応じて回路基板５０及び冷却機構５１の要否が変わっても、回路基板５０及び冷却機構５１を取付ける工程の取捨選択により対応可能となっている。

例えば、基本的な機能のみの画像形成装置１を製造する場合は、回路基板５０を取付ける必要がなく（ステップＳ１１で「Ｎｏ」）、冷却機構５１を取付ける必要もない（ステップＳ１２で「Ｎｏ」）。このため、図３（ｂ）に示すようにサブフレーム５３には回路基板５０及びファン５８のいずれも取付けられることがなく、これらの取付けの工程が省略される（ステップＳ１３）。

また、ユニットが追加されかつプロセス速度が高速化された高機能の画像形成装置１を製造する場合は、回路基板５０を取付ける必要があり（ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」）、冷却機構５１を取付ける必要もある（ステップＳ１４で「Ｙｅｓ」）。このため、図３（ｃ）に示すようにサブフレーム５３のダクト半完成部５４に回路基板５０を取付ける工程、及びサブフレーム５３のファン取付け部５５にファン５８を取付ける工程が行われる（ステップＳ１５）。これにより、冷却機構５１に回路基板５０が追加されることでダクト５７が形成され、ダクト５７及びファン５８を備える冷却装置が設けられることになる。

更に、ユニットが追加されても、プロセス速度が高速化されない画像形成装置１を製造する場合は、回路基板５０を取付ける必要があっても（ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」）、冷却機構５１を取付ける必要がない（ステップＳ１４で「Ｎｏ」）。このため、図３（ｄ）に示すようにサブフレーム５３に回路基板５０を取付ける工程が行われ（ステップＳ１６）、ファン５８の取付けの工程が省略される。

また、ユニットが追加されず、プロセス速度が高速化された画像形成装置１を製造する場合は、回路基板５０を取付ける必要がなく（ステップＳ１１で「Ｎｏ」）、冷却機構５１を取付ける必要がある（ステップＳ１２で「Ｙｅｓ」）。このため、図３（ｅ）に示すようにサブフレーム５３に回路基板５０が取付けられることはなく、この回路基板５０の代わりに、ダクト専用壁部５７ｂをサブフレーム５３のダクト半完成部５４の上壁部５４ａ及び下壁部５４ｂに組み付ける工程が行われて、ダクト５７Ａが形成される。また、ファン５８をサブフレーム５３のファン取付け部５５に取付ける工程が行われる（ステップＳ１７）。これにより、ダクト５７Ａ及びファン５８からなる冷却機構５１が設けられる。

このような製造工程では、サブフレーム５３に対して、回路基板５０、ファン５８、及びダクト専用壁部５７ｂを取付けるためのそれぞれの工程を取捨選択することにより、画像形成装置１の機能の変更に容易に対応することできる。また、回路基板５０又はダクト専用壁部５７ｂを選択的に取付けるため、部品の無駄がなく、省スペース化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置としてカラープリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、モノクロプリンターや他の電子機器、例えば、複合機、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図７を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２ 装置筐体
１３ 定着部
１４ 給紙部
４７ 操作部
５０ 回路基板
５１ 冷却機構
５２ 本体フレーム
５３ サブフレーム
５４ ダクト半完成部
５５ ファン取付け部
５７ ダクト
５７ｂ ダクト専用壁部
５８ ファン
５９ スリット

Claims (2)

1. フレームと、
   回路基板と、
   冷却風を発生させるファンと、
   前記ファンを取付可能に前記フレーム上に形成されたファン取付け部と、
   前記ファン取付け部に取り付けられる前記ファンが発生させる冷却風を冷却対象物に導くダクトを形成するために前記フレーム上に設けられ、１つの壁部が未形成となっているダクト半完成部とを備え、
   前記ダクト半完成部は、前記フレーム上に設けられた上壁部、下壁部、及び終端壁部と、前記上壁部、前記下壁部、及び前記終端壁部に囲まれた位置に設けられた連通口とを有し、前記上壁部及び前記下壁部により前記ファン取付け部に向かって開口する吸入口が形成され、
   前記上壁部及び前記下壁部は、前記吸入口から前記連通口までを繋ぐ部分に屈曲部を有し、
   前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に、前記上壁部及び前記下壁部に重ねて、前記回路基板の一部が取り付けられ、当該取り付けられた前記回路基板の一部、前記上壁部、前記下壁部、及び前記フレームの一部により筒状の前記ダクトが形成され、
   前記回路基板の取付により形成される前記筒状の前記ダクトは、その内部に、前記回路基板の一部の上に搭載された冷却対象物を内包する形状とされている画像形成装置。
2. フレームと、
   回路基板と、
   冷却風を発生させるファンと、
   ファンを取付可能に前記フレーム上に形成されたファン取付け部と、
   前記ファン取付部に取り付けられる前記ファンが発生させる冷却風を冷却対象物に導くダクトを形成するために前記フレーム上に設けられ、１つの壁部が未形成となっているダクト半完成部とを備え、
   前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に回路基板が取付可能とされ、当該取り付けられた回路基板及び前記ダクト半完成部により前記ダクトが形成され、
   前記回路基板に代えて、前記ダクト半完成部の前記未形成の壁部部分に、ダクト専用壁部が更に取付可能とされ、
   (1)前記ダクト半完成部に前記回路基板を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付けない態様、(2)前記ダクト半完成部に前記回路基板を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付ける態様、(3)前記ダクト半完成部に前記ダクト専用壁部を取り付けて前記ファン取付け部に前記ファンを取り付ける態様、(4)前記回路基板、前記ファン及び前記ダクト専用壁部のいずれも取り付けない態様、のいずれの態様にも適用が可能とされた画像形成装置。