(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも像担持体及び記録材搬送手段を駆動する第一駆動手段と、定着手段を駆動する第二駆動手段と、装置を制御する電気系の基板と、を有する画像形成装置において、
前記第一駆動手段と前記基板を装置本体の後方に配置し、前記第二駆動手段を装置本体の前方に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段に電力を供給するケーブルを、前記装置本体の後方に配置したことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に装備された定着手段及びこれを駆動させる駆動手段に関するものであって、前記駆動手段のメンテナンス性を向上させるとともに、装置本体内の昇温を防止しうる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においてシートに転写された画像を定着させる手段とこれを駆動させる手段を配置する場合、従来は画像形成手段やシート搬送手段と一つの駆動手段を共用し且つ該駆動手段を装置本体の後枠体に装備するか、若しくは専ら定着手段を駆動させるための駆動手段を装置本体の後枠体に装備した構成となっている。
【０００３】
ここで定着手段、画像形成手段及びシート搬送手段において一つの駆動手段を共用し且つ該駆動手段を装置本体の後枠体に装備した従来例について図を用いて説明する。図８は第一の従来例にかかる画像形成装置の概略前面図、図９は第一従来例にかかる画像形成装置の概略背面図、図１０は第二従来例にかかる画像形成装置の概略背面図、図１１は定着手段をＤ方向矢視から見た図である。
【０００４】
図８に示す第一従来例の画像形成装置１００は電子写真画像形成装置であり、シートカセット１０１に積載したシートに像担持体１０２上に形成したトナー像を転写し、シート搬送装置１０３にて定着手段１０４に導いて熱と圧力を印加することにより画像を定着させ、機外に排出するものである。
【０００５】
図９に示すように画像形成装置１００の後側板１０５ｂには駆動手段１０６、複数の電装部品１０７（基板などの電気部品とそれを取り付ける部品）が取り付けられている。この駆動手段１０６の駆動力は複数のギア１０８を介して像担持体１０２、シート搬送装置１０３に伝達されるとともに、駆動ベルト１０９を介して定着手段１０４にも伝達されている。
【０００６】
次に図１０に示す第二従来例の画像形成装置１１０は、像担持体１０２等と定着手段１０４の駆動手段を別途設けている。すなわち像担持体１０２を駆動させるメイン駆動手段１１１とは別に、定着手段１０４を駆動させる定着駆動手段１１２を後側板１０５ｂに取り付け、夫々独立して駆動するよう構成している。
【０００７】
図１０に示すように、メイン駆動手段１１１は電装部品１０７とは重なり合うことなく、本体の後側板１０５ｂにビス１１３によって固定されている。また定着駆動手段１１２は電装部品１０７と重なり合って本体の後側板１０５ｂにビス１１３によって固定されている。
【０００８】
すなわち図１１に示すように、定着手段１０４は画像形成装置１００の前側板１０５ａと後側板１０５ｂの間に配置しており、装置背面側において後側板１０５ｂ、定着駆動手段１１２、電装部品１０７がカバー１００ａの内側に配置されている。この定着駆動手段１１２内のモータ１１２ａが駆動することにより、定着手段１０４が動作するよう構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記第一従来例の如き駆動手段１０６の場合、図８（本体前面図）に示すように搬送されてきたシートが定着手段１０４に侵入する際の負荷トルクの変動が駆動手段１０６の駆動列であるギア１０８を介して像担持体１０２に伝達し、鮮明で高画質な画像を形成することが困難であるという問題が生じる。
【００１０】
一方上記第二従来例の如き構成においては、メイン駆動手段１１１と定着駆動手段１１２が独立駆動することから、定着手段における負荷トルクの変動は像担持体１０２には伝播しない。しかしこの定着駆動手段１１２は図１１に示す如く電装部品１０７と近接して設けられることから、熱源が一つ多くなることになり、電装部品１０７の昇温が大変大きな問題となる。
【００１１】
特に定着手段は一対の回転体を互いに圧接させて定着ニップを形成しつつ回転するものであるため、定着駆動手段１１２の負荷は大きく、メイン駆動手段１１１に比して発熱量が大きくなってしまう場合もある。また定着駆動手段１１２は定着手段１０４のみを駆動するため、必然的に定着手段１０４の近くに設置される場合が多く、定着手段からの熱が伝達して昇温しやすい。
【００１２】
なお、定着駆動手段を画像形成装置の後側に配置し、電装部品１０７の温度上昇を防ぐには定着駆動手段１１２を電装部品１０７から離して配置しなければならず、本体サイズが大きくなるという問題がある。さらに図１１に示すように本体の後側には電装部品１０７やカバー１００ａ等の多くの部品が装備されているため、モータ１１２ａから発する熱を外部に放出できないという問題もある。
【００１３】
そこで本発明は、画像形成装置の本体及び駆動手段の昇温対策を図るとともに、メンテナンス性を向上させた画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、少なくとも像担持体及び記録材搬送手段を駆動する第一駆動手段と、定着手段を駆動する第二駆動手段と、装置を制御する電気系の基板と、を有する画像形成装置において、前記第一駆動手段と前記基板を装置本体の後方に配置し、前記第二駆動手段を装置本体の前方に配置したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略前面図、図２は画像形成装置の概略背面図、図３は定着手段の着脱を説明する図、図４は第二駆動手段から定着手段への駆動伝達を説明する図、図５は定着手段の動作を説明する図、図６は定着手段を説明する図２のＡ方向矢視図である。
【００１６】
（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置１は電子写真方式の複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録材に画像を形成するものである。画像形成手段である像担持体２が図示しない帯電手段によって一様に帯電され、これに画像信号に従ってレーザ発振器３が光線を照射する。像担持体２上の光線が照射された部分には静電潜像が形成され、現像装置４によって現像剤であるトナーにより現像されて可視像化する。
【００１７】
カセット５には記録紙やＯＨＰシート等の記録材であるシートが積載されており、給送ローラ対６によって一枚ずつに分離給送され、レジストローラ対７によって斜行を矯正された後に、像担持体２に到達する。像担持体２に担持されているトナー像は転写手段８によってシートに転写され、シート搬送手段９によって定着手段１０に送られる。定着手段１０はシートに熱と圧力を加えられることによりトナー像を溶融定着させるものであり、シートは画像を定着された後に排出ローラ対１１によって機外に排出される。トナー像をシートに転写した後の像担持体２上に残留したトナーは図示しないクリーニング装置によって除去され、像担持体２は再び画像形成に供される。
【００１８】
図２に示すように、画像形成装置１の後側板１ｂには像担持体２及びシート搬送手段９を駆動させる第一駆動手段の例としてのメイン駆動手段12、装置を制御する電気系の基板である電装部品13が取り付けられている。これらメイン駆動手段12、電装部品13は重なり合わないように、後側板１ｂにビス14によって固定されている。
【００１９】
また図１及び図３に示すように、画像形成装置１の前側板１ａには定着手段10を駆動させるための第二駆動手段の例としての定着駆動手段15がビス14によって固定されている。また定着手段10は図３に示す矢印Ｂ、Ｃ方向に移動して装置本体に着脱可能であり、ビス14ａによって固定されている。このように取り付けられた状態において、次に述べる如く駆動力が伝達される。
【００２０】
（定着駆動手段）
図４に示す如く、定着駆動手段１５は駆動源である定着モータ１６を有し、該定着モータ１６のローター１６ａに第一ギア１７及び第二ギア１８が噛合している。定着手段１０は熱源を有する定着ローラ１９、該定着ローラ１９に付勢される加圧ローラ２０を有している。定着ローラ１９にはギア１９ａが設けられており、第三ギア２１及び第四ギア２２を介して定着駆動手段１５の第二ギア１８より駆動力を伝達される。
【００２１】
第三ギア２１の揺動軸２１ａと第四ギア２２の固定軸２２ａは揺動板２３で接続されている。この揺動板２３はＥリング２５によって固定軸２２ａを中心に回動可能に取り付けられており、揺動加圧バネ２４によって定着駆動手段１５側に付勢されている。従って矢印Ｃ方向に定着手段１０が挿入されると、まず揺動板２３と揺動軸２１ａとが摂食し、第三ギア２１と第四ギア２２のバックラッシュが保証される。また揺動加圧バネ２４の作用により、揺動板２３が矢印Ｂ方向に逃げて第二ギア１８と第三ギア２１が噛合しなくなることを防止している。なお、自重によりギア同士が噛合するようギア列を配置するのであれば、揺動加圧バネ２４は不要である。
【００２２】
このように定着手段１０を定着駆動手段１５に対して着脱可能とし、且つ定着駆動手段１５を装置本体の前側板１ａに固定したことにより、定着モータ１６が故障したり各ギア１７、１８、２１、２２が破損した際にも容易に交換可能である。すなわち従来例で述べた如く定着駆動手段１５を後側板１ｂに固定する構成に比して、電装部品１３を外すことなく交換できることとなり、メンテナンス性が極めて向上する。
【００２３】
（定着手段）
また、図５に示すように定着装置１０は加圧ローラ２０に矢印Ｄ方向に４０Ｋｇｆ／Ｃｍ２と大きな加圧力がかかることによって、定着ローラ１９と加圧ローラ２０との間に定着ニップ２６を形成し、シート上のトナーをシートに定着させつつシートを搬送する。なお、定着ニップ２６の加圧方法を詳細に説明すると、加圧ローラ２０は軸受け２０ａを介して加圧ステイ２７に保持されており、該加圧ステイ２７は軸２７ａを中心に矢印Ｅ、Ｆ方向に回動する。そして、ビス２８の軸上にはバネ２９が取り付けられており、ビス２８を締め付けることによりバネ２９が圧縮され、加圧ステイ２７は矢印Ｅ方向に会同する。これにより加圧ローラ２０には軸受け２０ａを介して矢印Ｄ方向の付勢力が作用し、定着ローラ１９との間で定着ニップ２６が形成される。
【００２４】
このようにして、４０Ｋｇｆ／Ｃｍ２の加圧力がかかった状態で定着ローラ１９と加圧ローラ２０を回転させる定着モータ１６には大きな出力（本実施形態では２０Ｗ程度）が要求され、定着モータ１６の発熱も大きくなるとともに、定着ローラ１９は常時２００度異常で発熱しているため、定着モータ１６の雰囲気温度が他の部分と比較して高くなり（７０度以上）、定着モータ１６の昇温は大きな問題となるケースが多々見受けられる。このため、定着駆動手段を第二従来例の如く本体の後方に配置すると、定着モータ１６近辺の基板が昇温し、動作不良を起こす原因となるとともに、定着モータ１６から放出された熱が外部へでていくことができず、定着モータ１６が壊れてしまうおそれがある。
【００２５】
それに対し、本実施形態の如く定着モータ１６を装置本体の前方に配置したことにより、電装部品１３等の定着モータ１６による昇温をなくすとともに、定着モータ１６単体の昇温をも低減させることができ、ひいては装置全体の温度上昇の抑止を図ることができる。なお、図４に示した揺動板２３は、定着手段１０ではなく定着駆動手段１５側に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
（配線）
次に、画像形成装置本体１から定着手段１０へ電力を供給するためのＡＣケーブル、ＤＣケーブルの配線方式について図６を用いて説明する。図に示すように、定着手段１０の装置前方側の前側板１ａに定着モータ１６が配置されており、後方側の後側板１ｂに複数の電装部品１３が配置され、その更に後方側に後カバー１ｃが設けられている。電装部品１３から定着ローラ１９には、ヒータ１９ｂを高温に熱するためのヒータ用ＡＣケーブル３０（１００Ｖ）、温度検知用ＤＣケーブル３１（５Ｖ）、バイアス用高圧ＤＣケーブル３２（−８５０Ｖ）が接続されている。
【００２７】
装置後方に配置された電装部品１３に接続されたＡＣケーブル３０は、後側板１ｂに取り付けられた中継コネクタ３３ａを介して定着手段１０へと接続されている。これにより、電装部品１３より送られた電力が定着手段１０に供給され、搬送されてきたシートのトナー像を定着させるためのヒータ１９ｂへと電力が伝わる方式となっている。また、ＤＣケーブル３１、３２も動揺に、本体後方に配置された電装部品１３から後側板１ｂに取り付けられた中継コネクタ３３ｂ、３３ｃを介して定着手段１０に接続されている。
【００２８】
このように定着手段を稼働させるためのＡＣケーブル３０、ＤＣケーブル３１、３２を本体後方に配置し、その反対側である本体前方に定着手段を駆動させるための定着駆動手段１５を配置したことにより、定着駆動手段１５の駆動ギア列と各ケーブルが干渉することなく、安全性を確保することができる。
【００２９】
また−８５０Ｖを有する高圧ＤＣケーブル３２を本体後方に配置することでＡＣケーブル３０の長さを短くすることができ、ＡＣケーブル３０より発生するノイズを少なくすることができるという効果も有している。
【００３０】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図７は本実施形態に係る画像形成装置の定着手段近傍を説明する図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図に示すように本実施形態おいては定着手段１０通過後のシートを機外に排出するための排出装置３５を有しており、該排出装置３５には定着モータ１６から駆動を伝達するよう構成している。すなわち定着手段１０には定着ローラ１９のギア１９ａと噛合した第五ギア３４が設けられており、これにシートＰを排出する内排出ローラ３６がギア３６ａを介して駆動を伝達される。
【００３２】
これら内排出ローラ３６、ギア３６ａの軸３６ｂは揺動板３７に取り付けられており、該揺動板３７は固定軸３８にＥリング２５によって回動可能に支持されている。また揺動板３７と排出装置３５の側板３５ａとの間には揺動加圧バネ３９が設けられ、ギア３６ａを第五ギア３４に付勢している。このとき第五ギア３４にはコロ３４ａが設けられており、揺動板３７が突き当たることによってギア３６ａと第五ギア３４とのバックラッシュを保証している。なお、自重によりギア同士が噛合するようギア列を配置するのであれば、揺動加圧バネ３９は不要である。
【００３３】
このように構成したことにより、定着駆動手段１５によって定着ローラ１９のみでなく内排出ローラ３６へも、確実に駆動を伝達させることができる。なお定着駆動手段１５によって更に他の装置に駆動を伝達するよう構成した場合にも、像担持体２等を駆動させるメイン駆動手段１２と接続していないため、駆動むらの影響を与えることがなく鮮明で高画質の画像を得ることができる。
【００３４】
なお上記第一及び第二実施形態において駆動列にギアを用いたが、ギアの代用としてベルト部材を用いても同様の作用を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る画像形成装置においては、像担持体等を駆動する第一駆動手段と、装置を制御する電気系の基板を装置本体の後方に配置し、定着手段を駆動させる第二駆動手段を画像形成装置本体の前方に配置したことにより、該駆動手段のメンテナンス性を向上させることができるとともに、電気系の基板、駆動手段、および装置内全体の昇温の低減を図ることができる。
【００３６】
また定着手段を駆動させるためのＡＣ、ＤＣケーブル類と定着駆動手段の干渉を避けることができ、高い安全性を確保することができるとともに、ＡＣケーブルの線長を短くすることができ、放電ノイズを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の概略前面図である。
【図２】画像形成装置の概略背面図である。
【図３】定着手段の着脱を説明する図である。
【図４】第二駆動手段から定着手段への駆動伝達を説明する図である。
【図５】定着手段の動作を説明する図である。
【図６】定着手段を説明する図２のＡ方向矢視図である。
【図７】第二実施形態に係る画像形成装置の定着手段近傍を説明する図である。
【図８】第一従来例にかかる画像形成装置の概略前面図である。
【図９】第一従来例にかかる画像形成装置の概略背面図である。
【図１０】第二従来例にかかる画像形成装置の概略背面図である。
【図１１】第二従来例の定着手段を図１０のＤ方向矢視図である。
【符号の説明】
１        …画像形成装置
１ａ    …前側板
１ｂ    …後側板
１ｃ    …後カバー
２        …像担持体
３        …レーザ発振器
４        …現像装置
５        …カセット
６        …給送ローラ対
７        …レジストローラ対
９        …シート搬送手段
１０        …定着手段
１１        …排出ローラ対
１２        …メイン駆動手段
１３        …電装部品
１４        …ビス
１５        …定着駆動手段
１６        …定着モータ
１６ａ    …ローター
１７        …第一ギア
１８        …第二ギア
１９        …定着ローラ
１９ａ    …ギア
１９ｂ    …ヒータ
２０        …加圧ローラ
２０ａ    …軸受け
２１        …第三ギア
２１ａ    …揺動軸
２２        …第四ギア
２２ａ    …固定軸
２３        …揺動板
２４        …揺動加圧バネ
２５        …Ｅリング
２６        …定着ニップ
２７        …加圧ステイ
２８        …ビス
２９        …バネ
３０        …ＡＣケーブル
３１        …ＤＣケーブル
３２        …高圧ＤＣケーブル
３３        …中継コネクタ
３４        …第五ギア
３５        …排出装置
３５ａ    …側板
３６        …内排出ローラ
３６ａ    …ギア
３６ｂ    …軸
３７        …揺動板
３８        …固定軸
３９        …揺動加圧バネ
【図１】
0003595721.tif 000002
【図２】
0003595721.tif 000003
【図３】
0003595721.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003595721.tif 000006
【図６】
0003595721.tif 000007
【図７】
0003595721.tif 000008
【図８】
0003595721.tif 000009
【図９】
0003595721.tif 000010
【図１０】
0003595721.tif 000011
【図１１】
0003595721.tif 000012