(57)【要約】【課題】装置の冷却を効率的に行う。【解決手段】露光装置１０と、露光装置１０から照射される露光光によって静電潜像が形成される像担持体４００と、像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と３００、を有する画像形成装置１００において、露光装置１０の露光窓１０ｄを遮蔽及び開放するための第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂを有し、第２の防塵シャッタ１０ｂは、露光窓１０ｄの長辺方向と平行な回転軸１０ｆを有する矩形状の防塵シャッタであり、第１の防塵シャッタ１０ａは、露光窓１０ｄの長辺方向と所定の角度を為す回転軸１０ｅを有する矩形状の防塵シャッタである。【選択図】図３
2014006378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
静電潜像を形成するために光源から出射される光ビームが感光体を走査するように、前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段を収容する光学箱と、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記光学箱の内部から外部に通過させる透明窓と、前記透明窓を遮蔽するシャッタと、を備える光走査装置と、
前記感光体上に形成される前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、
送風手段と、を備え、
前記光走査装置は、前記シャッタが前記透明窓を通過した前記光ビームが前記感光体上に導かれる状態である前記シャッタの開状態、または前記透明窓を通過した光ビームを前記シャッタが遮光する状態である前記シャッタの閉状態になるように、前記光学箱に取り付けられた回転軸を中心に前記シャッタを回転させる回転機構を備え、
前記シャッタの開状態において前記透明窓の長手方向に沿って前記光走査装置と前記現像装置と前記シャッタとによって囲まれた空間が形成され、
前記送風手段は、前記光走査装置と前記現像装置と前記シャッタとによって囲まれた空間に風を送ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記シャッタがそれぞれ回転軸を有する第１のシャッタと第２のシャッタにより構成され、
前記第１のシャッタと前記第２のシャッタが、前記回転軸を中心に回転することにより前記透明窓を開状態にする位置にある場合に、
前記第１のシャッタの端部が前記現像装置に当接し、前記第２のシャッタの端部が前記感光体に当接することにより、前記回転軸の方向に沿って断面積が減少する風路が形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光走査装置が重力方向において前記感光体より下側に設置され、前記シャッタの開状態において、前記シャッタが前記光走査装置から立設することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記シャッタの閉状態において、前記第１のシャッタと前記第２のシャッタが前記透明窓を覆うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のシャッタの回転軸と前記第２のシャッタの回転軸との間に、前記透明窓が設置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記シャッタの閉状態において、前記第１のシャッタが前記第２のシャッタに重なり合うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記送風手段が、前記シャッタの開状態において、前記第１のシャッタ、前記第２のシャッタ、前記光走査装置、及び前記現像装置により囲まれた空間に風を送ることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記送風手段が、前記透明窓の長手方向の一端側から前記第１のシャッタ、前記第２のシャッタ、前記光走査装置、及び前記現像装置により囲まれた空間に風を送ることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置はプロセスカートリッジに含まれ、前記シャッタの開状態において、前記シャッタは前記プロセスカートリッジに当接することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフロー形成機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いたプリンタやコピー機、ＦＡＸ等の画像形成装置では、現像装置の軸受部の昇温、更に現像剤の摩擦熱等により、装置本体を構成する樹脂部品が変形し、またトナーの性質変化によって画像不良等が発生する場合があった。また、近年の画像形成装置においては、装置本体がコンパクトに設計されているため、プロセスユニット、露光装置、の熱が装置本体内に滞留しやすく、その熱によって樹脂部品が変形し易い構造となっている。
【０００３】
このような課題に対して、特許文献１ではプロセスカートリッジに冷却風を当てることによってプロセスカートリッジを冷却する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０８４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成ではプロセスカートリッジの冷却を効率的に行うことができないという課題があった。即ち、特許文献１の構成では、プロセスカートリッジに当てられる冷却風の風路が限定的でないため、冷却風が拡散してしまい、プロセスカートリッジの冷却を効率的に行うことができない。特に、感光体の回転方向において感光体を露光する光ビームの露光位置と露光位置において形成される静電潜像の現像位置とが近接しているため、光走査装置と現像装置との間を流れる冷却風によって効率的に冷却を行う構成を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するため、以下の構成を有する。
【０００７】
感光体と、静電潜像を形成するために光源から出射される光ビームが感光体を走査するように、前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段を収容する光学箱と、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記光学箱内部から外部に通過させる透明窓と、前記透明窓を遮蔽するシャッタと、を備える光走査装置と、前記感光体上に形成される前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、送風手段と、を備え、前記光走査装置は、前記シャッタが前記透明窓を通過した前記光ビームが前記感光体上に導かれる状態である前記シャッタの開状態、または前記透明窓を通過した光ビームを前記シャッタが遮光する状態である前記シャッタの閉状態になるように、前記光学箱に取り付けられた回転軸を中心に前記シャッタを回転させる回転機構を備え、前記シャッタの開状態において前記透明窓の長手方向に沿って前記光走査装置と前記現像装置と前記シャッタとによって囲まれた空間が形成され、前記送風手段は、前記光走査装置と前記現像装置と前記シャッタとによって囲まれた空間に風を送ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置の冷却を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図及び露光装置の構成を示す図
【図２】実施例１の現像装置、像担持体及び露光装置の配置関係及び風路を示す図
【図３】実施例１の防塵シャッタの動作及び風路の形成動作を示す図
【図４】実施例１の送風装置及び防塵シャッタの開閉動作の制御を示すフローチャート及び制御ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を、以下に説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１１】
［画像形成装置の構成］
図１（ａ）に示す画像形成装置１００は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像を形成する、平行に配置された４つの像担持体である感光ドラム１２ａ（イエロー），１２ｂ（マゼンタ），１２ｃ（シアン），１２ｄ（ブラック）を有する。ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色に対応していることを示し、以下において省略する場合がある。そして、これら感光ドラム１２（感光体）の上部に、これを縦断する状態で配置された中間転写ベルト１６を備える。
【００１２】
不図示のモータにより駆動される各感光ドラム１２の周囲には、それぞれ一次帯電器１３、現像器１４などが配置され、それらが画像形成装置１００に対して着脱自在なプロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとしてユニット化されている。ただしプロセスカートリッジ１は、図２に示すように現像装置３００と像担持体４００に分離可能な構成としてもよい。本実施例では、分離可能な現像装置３００と像担持体４００を有する画像形成装置について説明する。なお、現像装置３００はプロセスカートリッジ１の現像器１４に対応し、像担持体４００は一次帯電器１３と感光ドラム１２に対応する。
【００１３】
まず、最初の画像形成部の感光ドラム１２ａには、イエローの画像信号によるレーザ光（露光光）が露光装置１０から照射され、感光体上に静電潜像が形成され、これに現像器１４ａからイエロートナーが供給され、トナー像として可視化される。このトナー像が感光ドラム１２ａの回転に伴って、感光ドラム１２ａと中間転写ベルト１６とが当接する１次転写部に到達すると、転写帯電部材１９ａに印加した１次転写電圧によって、イエロートナー像が中間転写ベルト１６に転写される（１次転写）。中間転写ベルト１６のイエロートナー像を担持した部位が次の画像形成部に移動すると、このときまでにイエローの画像形成部と同様な工程で感光ドラム１２ｂ上にマゼンタのトナー像が形成される。そして、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト１６とが当接する１次転写部において、マゼンタのトナー像が転写帯電部材１９ｂによって中間転写ベルト１６上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。同様に、中間転写ベルト１６が移動するにつれて、各画像形成部のそれぞれの１次転写部において、転写帯電部材１９ｃ，１９ｄによってシアントナー像、ブラックトナー像が、上述のイエロートナー像、マゼンタトナー像上に順次重ね合わせて転写される。
【００１４】
一方、記録材Ｐはカセット３０に収納されている。記録材Ｐは、カセット３０からピックアップローラ３１により１枚ずつ送り出され、レジストローラ対４０でタイミングを合わされた後、２次転写部に達する。そして、２次転写ローラ対１７に印加した２次転写電圧によって、中間転写ベルト１６上の４色のトナー像が記録材Ｐ上に一括して転写される（２次転写）。４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ガイドに案内されて、２次転写ローラ対１７の上方に配置された定着ローラ対５０に搬送され、そこで熱及び圧力を受けて４色のトナー像が定着される。これにより各色のトナーが溶融混色して記録材Ｐにフルカラーのプリント画像として定着される。その後、画像が定着された記録材Ｐは、搬送ガイドに案内されて、定着ローラ対５０の下流に設けられた排出ローラ対２５ａ，２５ｂによって排出トレイ２３上に排出される。
【００１５】
記録材Ｐの一方の面に対して画像形成を行う片面モードの場合は、上述の如く一方の面に画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ対２５ａ，２５ｂによって排出トレイ２３上に排出される。一方、記録材Ｐの両方の面に対して画像形成を行う両面モードの場合は、一方の面に画像が形成された記録材Ｐは、一旦反転ローラ２２に入り反転ローラ２２が逆回転することで両面パスＲを通って表裏が反転されてレジストローラ対４０まで搬送される。その後、表面と同様の画像形成プロセスで裏面の画像形成が完了し、表裏面に画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ対２５ａ，２５ｂによって排出トレイ２３上に排出される。なお、プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄ及び転写ベルトユニット１８は、その性質上、寿命が画像形成装置１００に比較して短いため、本体寿命を全うするためには交換を必要とする。そこで、プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄ及び転写ベルトユニット１８の双方を自在に脱着可能とし、メンテナンス性を向上させている。
【００１６】
［露光装置の構成］
感光ドラム１２の下方にはポリゴンミラー等で構成される光学箱である露光装置１０と露光装置２０が配置されている。露光装置１０はイエロー、マゼンタ用の露光装置であり、露光装置２０はシアン、ブラック用の露光装置である。露光装置１０について、図１（ｂ）を用いて説明する。露光装置１０に収容された光源ユニット１１０は、電気基板１１３により駆動される。レーザホルダー１１１に圧入された不図示の光源から出射された光ビームは、コリメータレンズ１１２を通って平行な光ビームとなる。破線Ｃは、光ビームの方向を示す。平行な光ビームは、シリンドリカルレンズ１１４を通って、回転駆動モータ１１５によって一定の速度で回転制御される回転多面鏡１１６により偏向される。偏向された光ビームは、第１の走査レンズ１１７、第２の走査レンズ１１８を通過して、不図示の感光ドラム１２上に光走査され結像する。すなわち、光ビームは露光装置１０の内部から外部に出射される。また、折り返しミラー１１９ａ，１１９ｂは、光ビームを反射する。
【００１７】
［現像装置、像担持体及び露光装置の配置関係］
図２（ａ）は本実施例の現像装置３００、像担持体４００と露光装置１０の配置関係を示す斜視図、図２（ｂ）は画像形成装置内の風路を説明するための図である。なお、図２（ａ）では現像装置３００、像担持体４００が１つずつ設置されているが、実際には現像装置３００、像担持体４００が更に１つずつ隣接して設置されている。また、露光装置２０の上方にも、現像装置３００と像担持体４００が各２個ずつ設置されている。現像装置３００、像担持体４００、露光装置１０が図２（ａ）のように配置され、現像装置３００と像担持体４００は水平状態にあり、露光装置１０は現像装置３００と像担持体４００に対して重力方向下側に配置されている。なお、図２（ａ）中の露光窓１０ｄ（透明窓）、第１の防塵シャッタ１０ａ（第１のシャッタ）及び第２の防塵シャッタ１０ｂ（第２のシャッタ）については後述する。図２（ｂ）に画像形成装置１００本体と送風装置２６、現像装置３００、像担持体４００、及び露光装置１０の位置関係を示す。現像装置３００、像担持体４００及び露光装置１０は風路Ｅの空間を形成し、この風路Ｅを気流が破線Ｄに沿って例えば装置正面から背面に向かって流れる。
【００１８】
［風路形成の構成］
図３（ａ），（ｂ）は露光装置１０の平面図を示し、図３（ｃ），（ｄ）は図３（ａ），（ｂ）の断面Ａ−Ａ及び断面Ｂ−Ｂの断面図である。露光装置１０にはレーザ光が出力される細長い矩形状の露光窓１０ｄ、第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂが設けられている。第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂはそれぞれ回転軸１０ｅ，１０ｆを中心にシャッタ駆動モータ（不図示）により駆動され回転し、非作像時には露光窓１０ｄを遮蔽（遮光）するような閉状態の位置（図３（ｂ），（ｄ））にある。これは露光窓１０ｄのゴミ・ケバ・トナー汚れによる画像不良を防止するためと、レーザ光がユーザの目に入らないようにロック機構を設けるためにレーザ光出口にシャッタ部材を設けレーザ光が漏れないことを目的としている。これは、ＩＥＣ６０８２５−１（レーザ国際規格）にてロック機構（インタロック機構）が１つ故障した際にもレーザ被曝を防ぐことが義務付けられていることによる。なお、第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂが重なり合う部分（図３（ｂ）のＥの領域）では、第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂの肉厚が薄く、重なり合った状態で平坦になるように構成されている（図３（ｄ）参照）。また、回転軸１０ｆは、露光窓１０ｄの長辺方向と平行に設置されている。
【００１９】
第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂは作像時すなわち露光時において回転軸１０ｅ，１０ｆを中心に回転し、露光窓１０ｄを開放する開状態の位置（図３（ａ），（ｃ））になる。すなわち、第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂは露光装置１０に立設した状態になる。開放位置で第１の防塵シャッタ１０ａは現像装置３００のケーシング３０１と長手方向に沿ってその端部が当接し、第２の防塵シャッタ１０ｂは像担持体４００のケーシング４０１とその端部が当接する。その結果、長手方向に沿って風路Ｅが形成され、送風装置２６より装置本体内に送り込まれた気流は風路Ｅを画像形成装置正面から背面に向かって通過し、露光窓１０ｄの一端側から長手方向に沿って現像装置３００と像担持体４００を冷却する。なお、現像装置３００と像担持体４００がプロセスカーリッジに含まれる構成であってもよい。
【００２０】
風路の長手方向に沿って断面積が一定であると風路上流では比較的外気に近い温度すなわち低い温度の空気を送風することができるが、風路下流になるにつれ風路内を流れる空気の温度が上昇し、冷却効率も低下してしまう。これらに対し、図３（ａ）に示すように第１の防塵シャッタ１０ａの回転中心軸を１０ｃ（ドラム母線）に対して所定の角度θを設けて配置することで、露光窓１０ｄ解放時の風路を下流に向かうにつれ断続的に断面を減少させることができる。その結果、下流の風速が増加し、風路長手に沿っての冷却効率を一定にすることができる。しかし、角度をもたせた状態で長手方向に沿って露光装置１０の露光窓１０ｄを覆うためには長手方向でシャッタの覆い幅を変化させて形成する必要がある。すなわち、風路上流の幅が長く、下流に向けて短く形成させる必要がある。これを実装すると防塵シャッタが開放された際に長手に沿って露光装置１０と現像装置３００の間隔を風路上流の幅に合わせて広く設けなければならず、画像形成装置本体のサイズにも影響が及ぼす。これに対し、第１の防塵シャッタ１０ａは長手に沿って幅は均一であり、露光窓１０ｄが一部覆いきれない部分を第２の防塵シャッタ１０ｂで覆うことで、レーザ光の被曝防止、露光窓１０ｄの汚れ防止、そして長手方向に沿っての冷却効果の均一化が可能となる。すなわち、防塵シャッタを第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂに分割して構成することで、画像形成装置本体のサイズに影響を与えず、現像装置３００及び像担持体４００を効率的に冷却することができる。なお、以下では第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂを合わせて防塵シャッタという。
【００２１】
［シャッタの開閉動作の制御］
送風装置及び防塵シャッタの制御フローを図４（ａ）に、制御ブロック図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、ＣＰＵ６０は送風装置２６の回転を制御するとともに、ドライバ７０を介して回転機構であるシャッタ開閉モータ８０の駆動を制御し、第１の防塵シャッタ１０ａと第２の防塵シャッタ１０ｂの開閉を行う。また、ＣＰＵ６０はプリンタエンジン９０のオン／オフの制御を行う。
【００２２】
ＣＰＵ６０は、制御を開始するとステップ（以下、Ｓとする）１０１で送風装置２６を回転させる。なお、制御の開始時には、画像形成装置１００はスタンバイ状態にあるものとする。次に、ＣＰＵ６０は、Ｓ１０２でプリンタエンジン９０をオンにし、Ｓ１０３で画像形成装置１００が作像を開始するか否かを判断する。ＣＰＵ６０は、Ｓ１０３で画像形成装置１００が作像を開始しないと判断した場合には、Ｓ１０６の処理に進み防塵シャッタを閉じる。ＣＰＵ６０は、Ｓ１０３で画像形成装置１００が作像を開始すると判断した場合には、Ｓ１０４で防塵シャッタを開き、プリンタエンジン９０が作像を行うよう制御し、作像が終了したらＳ１０５で作像を停止するようプリンタエンジン９０を制御する。次に、ＣＰＵ６０は、Ｓ１０６で防塵シャッタを閉じた後、Ｓ１０７でプリンタエンジン９０をオフ状態にし、Ｓ１０８で送風装置２６を停止して制御を終了する。なお、制御の終了時には画像形成装置はスタンバイ状態にあるものとする。
【００２３】
上述したように、本実施例によれば、装置本体のサイズに影響を与えず現像装置もしくは像担持体の長手方向の冷却効率を均一化することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０      露光装置
１０ａ    第１の防塵シャッタ
１０ｂ    第２の防塵シャッタ
３００    現像装置
４００    像担持体
【図１】
2014006378.tif 000003
【図２】
2014006378.tif 000004
【図３】
2014006378.tif 000005
【図４】
2014006378.tif 000006