JP2023181768A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体を大型化することなく、露光装置の周囲に冷却用の十分な空間を設け、露光装置を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】装置本体２と、装置本体２に着脱自在な露光装置６と、装置本体２に設けられた露光装置６の挿入口４と、挿入口４よりも高い位置に設けられた露光装置６の位置決め位置と、位置決め位置に露光装置６を導く傾斜面１４ａを有する位置決め部材１４と、を備え、露光装置６が位置決め位置に装着されたとき、露光装置６の下部に空間１６を有する画像形成装置１。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置を含む電子機器では、電力の消費に伴い熱が発生する。この熱により雰囲気温度が所定の温度を超えると電子機器本来の機能を満たさなくなるため、雰囲気温度が所定の温度を超えないように冷却を行うことが必要であることが知られている。
画像形成装置では、近年、時間当たりの画像形成枚数増加の要望が高まっている。この要望を満たすためには、露光装置に設けられているポリゴンミラー（回転多面鏡）用のポリゴンモータを高速回転させる必要があり、その分消費電力も増加して温度が上昇してしまう。温度が上昇すると、ポリゴンモータの温度規格を超えるだけではなく、露光装置内の光書き込み装置に用いられるレンズ等の光学部品が膨張して画質が悪化する等の影響が出るため、時間当たりの画像形成枚数を増加させつつ画像品質を維持するためにはポリゴンモータを冷却する必要がある。

上述の光書き込み装置はサービス部品であり、不具合が発生した場合に交換可能に構成する必要がある。従って、画像形成装置の装置外部から内部に設けられた露光装置に対してアクセス可能に構成する必要があり、画像形成装置の装置本体に対して露光装置を着脱自在に構成する。
画像形成装置において、ＰＳＵ（電源供給ユニット）等の基板は装置内に設けられる複数のモジュールに対する電源基板となることから、一般的に集約して一つの大きな基板として構成している。また、装置内部の配置では構成部品における機械的な位置が優先されることから、構成部品との干渉を可否すべく基板は装置外側に近い位置に配置されることが一般的である。
さらに、露光装置内のポリゴンモータは回転するミラー軸の支持部がミラーの下部に設けられており、この支持部が基板と一体化されている構成であることが一般的である。このポリゴンモータは露光装置底部にねじ止め等により固定されており、最も高温となる箇所は露光装置の底面部近傍の箇所となる。

上述の構成、すなわちポリゴンモータを冷却可能、画像形成装置本体に対して露光装置を着脱可能、画像形成装置本体の外側近傍に基板等の大型部品が配置されることを前提条件として、以下のような技術が知られている。
先ず、書き込み装置が大型化しても装置を大型化させることなく、書き込みユニットを支持可能であると共に冷却する技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。この技術では、書き込み装置の底面下部の部材両側に、装置内及び書き込み装置を冷却する冷却風の通風流路を形成する隙間を設けている。
次に、簡易な構成で書き込み装置を効率よく冷却可能な冷却装置を備え、書き込み装置を効率的に冷却して画像品質の低下を防止する技術が知られている（例えば「特許文献２」参照）。この技術では、書き込み装置の筐体の二つの外壁部を二つの吸気ファンによりダクトの流路に吹き込んだ外気流によって直接冷却している。
さらに、コンパクトかつシンプルな構成でありながら、プロセスユニットを画像形成装置本体に対して着脱する際に、ＬＥＤヘッドとプロセスユニットを構成する部材との接触を確実に回避可能な技術が知られている（例えば「特許文献３」参照）。この技術では、像担持体を支持する第一支持体が、ＬＥＤヘッドを支持する第二支持体に支持されかつ第二支持体が露光位置にあるときに、第一支持体の取り出しを規制する規制手段を設けている。

しかし従来の技術では、画像形成装置本体のサイズの制約が優先される場合や、画像形成装置本体の外側近傍に基板等の大型部品が配置されていて露光装置着脱用の開口部を設けることができない場合には、ごく微小な通風経路しか設けることができず、十分な冷却性を得ることができないという問題点があった。
本発明は、上述した問題点を解決し、画像形成装置本体を大型化することなく、露光装置の周囲に冷却用の十分な空間を設け、露光装置を効果的に冷却することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、装置本体と、前記装置本体に着脱自在な露光装置と、前記装置本体に設けられた前記露光装置の挿入口と、前記挿入口よりも高い位置に設けられた前記露光装置の位置決め位置に前記露光装置を導く傾斜面を有する位置決め部材とを備え、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されたとき、前記露光装置の下部に空間を有することを特徴とする。

本発明によれば、傾斜面を有する位置決め部材により露光装置を水平方向に移動させつつ上方に移動させることができ、露光装置の下部に空間を形成できる。これにより、画像形成装置本体を大型化することなく、露光装置の周囲に冷却用の十分な空間を設け、露光装置を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略斜視図である。 装置本体から一部の外装部品及び露光装置を取り外した状態の画像形成装置の概略斜視図である。 図２に示した状態から装置本体に露光装置を装着した状態の画像形成装置の概略斜視図である。 画像形成装置の内部構造を示す概略図である。 露光装置が装置本体に装着される前の画像形成装置の状態を示す概略図である。 露光装置が装置本体に装着されている途中の画像形成装置の状態を示す概略図である。 露光装置が装置本体の装着位置に装着された画像形成装置の状態を示す概略図である。 本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。 本発明の一実施形態を適用可能な露光装置の入射光学系を示す概略図である。 本発明の一実施形態を適用可能な走査光学系の概略構成図である。 本発明の一実施形態に用いられる偏光器の概略構成図である。 本発明の一実施形態に用いられる露光装置の概略構成図である。 露光装置が装置本体の装着位置に装着された際に露光装置を保持する機構を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる第二本体ブラケットの概略構成図である。 本発明の一実施形態における第一本体ブラケットと係合端部とによる露光装置の位置決め構成を説明する概略構成図である。 露光装置による感光体へのレーザ光照射経路を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概略斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置における冷却ファンの気流の流れを示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に示す露光装置における偏光器の配置を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態に係る露光装置の底面を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。 本発明の第４の実施形態に係る露光装置の底面を示す概略図である。 本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。 本発明の第４の実施形態に用いられるヒートシンクの概略図である。 本発明における装置本体への露光装置の着脱時に生じる問題点を説明する画像形成装置の概略正面図である。 本発明における装置本体への露光装置の着脱時に生じる問題点を説明する画像形成装置の概略正面図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着前の状態を示す概略正面図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着中の状態を示す概略正面図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着後の状態を示す概略正面図である。 本発明の第５の実施形態の変形例に係る画像形成装置の露光装置装着前の状態を示す概略正面図である。 本発明の第５の実施形態の変形例に係る画像形成装置の露光装置装着後の状態を示す概略正面図である。 本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。 本発明の第７の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着前の状態を示す概略正面図である。 本発明の第７の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着後の状態を示す概略正面図である。 本発明の第８の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着前の状態を示す概略正面図である。 本発明の第８の実施形態に係る画像形成装置の露光装置装着後の状態を示す概略正面図である。

本発明の実施形態を以下に説明する。本発明は、装置本体のサイズを大きくすることなく、露光装置の周囲に装置冷却用の十分な空間を設ける構成としている。要するに、装置外部からの露光装置の挿入位置と、装置内部における露光装置の装着位置である位置決め位置とが、高さ方向に異なることが特徴である。すなわち、露光装置の画像形成装置本体への着脱に際し、装置本体外側に設けられた挿入口から露光装置を装置本体内部へと水平方向に挿入すると、装置本体内部に設けられた傾斜面を有する位置決め部材により、露光装置が水平方向のみではなく上方向にも変位し、最終的に挿入口よりも高い装着位置で位置決めされる。以下、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略斜視図を、図２は装置本体から一部の外装部品及び露光装置を取り外した状態の画像形成装置の概略斜視図を、図３は図２に示した状態から装置本体に露光装置を装着した状態の画像形成装置の概略斜視図を、図４は画像形成装置の内部構造を示す概略図をそれぞれ示している。
図１、図２、図３に示すように、画像形成装置であるプリンタ１の装置本体２の一側面には、外装板の内部に電源供給基板カバー３、挿入口４、第一本体ブラケット５が設けられている。挿入口４には、図３、図４に示すように露光装置６が装着される。
以下、本実施形態においては図３に示すように、露光装置６の着脱方向を奥行き方向、画像形成装置１の高さ方向を鉛直方向、像担持体７の長手方向を水平方向と定義する。

図４に示すように、装置本体２の内部には、上述した露光装置６の他に、像担持体７、作像装置８、転写装置９、給紙トレイ１０、定着装置１１、補給装置１２の他、大型部品である電源供給基板１３、露光装置６を位置決めさせる位置決め部材１４等が配置されている。露光装置６が図４に示す装着位置である位置決め位置に装着されたとき、挿入口４は露光装置６によって塞がれ、露光装置６の外面は装置本体２の外面とほぼ面一となる。

次に、本実施形態において露光装置６が装置本体２の内部に挿入され、所定の位置決め位置である装着位置に位置決めされる過程を説明する。
図５は、露光装置６が装置本体２に装着される前のプリンタ１の状態を示している。図５に示す状態から、露光装置６は作業者によって把持され、挿入口４に挿入されて図６に示す状態となる。図６に示す状態において、露光装置６はその挿入方向先端下部を、装置本体２の内部に固定された位置決め部材１４の傾斜面１４ａに接触させる。このため露光装置６は、図３に示す奥行き方向に移動（図５において左方から右方へと移動）されると、奥行き方向に移動しつつ傾斜面１４ａの角度に沿って装置本体２内部を上方に向けて移動する。

図６に示す状態から露光装置６がさらに奥行き方向に移動されると、露光装置６は位置決め部材１４の上面に載置されると共に、第一本体ブラケット５及び位置決め部材１４の奥行き方向下流側に設けられた第二本体ブラケット１５によって位置決めされ、プリンタ１は図７に示す状態となる。露光装置６の装着位置への位置決めについては後述する。
図７は、露光装置６が装置本体２の装着位置に位置決めされた状態を示している。この状態において、装置本体２内部の露光装置６の下部には図７に斜線で示す空間１６が形成される。図７に示す露光装置６の位置が、露光装置６の位置決め位置である装着位置である。この装着位置は、挿入口４よりも高い位置、すなわち図５に示すように、露光装置６が装置本体２に対して取り付けられる挿入口４から挿入される位置よりも高い位置、すなわち鉛直方向において上方に設けられている。
このように、傾斜面１４ａを有する位置決め部材１４により露光装置６を水平方向に移動させつつ鉛直方向上方に移動させることができ、露光装置６の下部に空間を形成できる。この構成により、装置本体２を大型化することなく、露光装置６の周囲に冷却用の用の十分な空間１６を設け、露光装置６を効果的に冷却することが可能なプリンタ１を提供できる。

次に、本発明の露光装置６が適用可能な画像形成装置の構成を説明する。図８は、画像形成装置としてのフルカラーのプリンタ１７の概略正面図を示している。プリンタ１７は電子写真方式の画像形成部を備えており、画像形成部には４個の画像形成手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが設けられている。各画像形成手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはそれぞれ収容するトナー色を除き同一に構成されており、各画像形成手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄにおいてブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、イエロトナー像がそれぞれ形成される。なお、各画像形成手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはトナーの色を除いてそれぞれ同一構成であるため、以下の説明ではａ，ｂ，ｃ，ｄの添え字を適宜省略して説明する。

画像形成手段１８には、像担持体であるドラム状の感光体１９が配置されており、感光体１９の周囲には帯電部材２０、現像装置２１、クリーニング装置２２が設けられている。感光体１９は図８において時計回り方向に回転駆動され、帯電部材２０に所定のバイアス電圧を印加することによりその表面が一様に帯電される。帯電部材２０としては、コロナ放電等を利用する非接触式、感光体１９に接触するローラ等の接触式の何れを用いてもよい。

各画像形成手段１８の上方には、光走査装置である露光装置２３が配置されている。露光装置２３は、感光体１９ａ，１９ｂを露光走査するマゼンタイエロユニットである第一露光装置２３ａと、感光体１９ｃ，１９ｄを露光走査するブラックシアンユニットである第二露光装置２３ｂとで構成されている。露光装置２３は、それぞれ対応する感光体１９の表面に画像情報に基づいた点灯制御で走査光を照射して静電潜像を形成する。露光装置２３を用いて感光体１９上に形成された静電潜像は、感光体１９の回転に伴い現像装置２１を通過する際に各色トナーにより顕像化される。

各感光体１９に対向して、中間転写体である無端ベルト状の中間転写ベルト２４が配置されており、中間転写ベルト２４の表面は各感光体１９の表面にそれぞれ当接している。中間転写ベルト２４は複数の支持ローラ２５，２６，２７に巻き掛けられており、支持ローラ２７が駆動源である図示しない駆動モータによって回転駆動される。支持ローラ２７が回転駆動されると、中間転写ベルト２４は図８において矢印で示す反時計回り方向に走行駆動されると共に、支持ローラ２５，２６が中間転写ベルト２４の走行移動に伴い従動回転する。

中間転写ベルト２４の裏面側には、中間転写ベルト２４を介して各感光体１９に対向する４個の図示しない一次転写ローラが配置されている。各一次転写ローラには図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置２１によって顕像化された各感光体１９上のトナー像が中間転写ベルト２４上にそれぞれ重畳転写される。一次転写されずに感光体１９上に残存した転写残トナーは、感光体１９による次の画像形成動作に備えるため、クリーニング装置２２に設けられたクリーニングブレードによって除去される。
中間転写ベルト２４を介して支持ローラ２７と対向する位置には、二次転写手段である二次転写チャージャ２８が、中間転写ベルト２４から所定の距離をおいて離間して配置されている。二次転写チャージャ２８には、帯電部材２０とは逆極性の電圧が印加される。

プリンタ１７は、画像形成に供される被記録媒体である転写シートＳを積載する給紙カセット２９、給紙カセット２９内の転写シートＳを一枚ずつ給送する給紙ローラ３０、給送された転写シートＳを所定のタイミングで二次転写チャージャ２８に向けて給送するレジストローラ対３１等を備えている。
二次転写チャージャ２８の転写シートＳの搬送方向下流側には、熱と圧力とを転写シートＳに加えて転写シートＳ上に二次転写された未定着トナー像を定着させる、加熱ローラと加圧ローラとのローラ対からなる定着装置３２が配置されている。定着装置３２の転写シート搬送方向下流側には、定着装置３２を通過した転写シートＳを排紙トレイ３３等の排出部に排出させる搬送ローラ対３４及び排出ローラ対３５が配置されている。

次に、プリンタ１７における画像形成動作を説明する。この画像形成動作においても、各感光体１９上にトナー像を形成してこのトナー像を中間転写ベルト２４上に一次転写する構成は、トナー像の色が異なる点を除いて各画像形成手段１８において同一であるため、添え字ａ，ｂ，ｃ，ｄは適宜省略する。
パソコン等の外部装置から画像形成信号を受信すると、感光体１９は図８において時計回り方向への回転を開始し、このとき図示しない除電装置が作動して感光体１９の表面電位が初期化される。表面電位が初期化された感光体１９は、その表面を帯電部材２０によって一様に所定の極性に帯電され、その後、帯電された表面に露光装置２３からレーザ光が照射されて、感光体１９の表面に所望の静電潜像が形成される。なお、露光装置２３から各感光体１９に露光及び走査される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナー色情報に色分解した、それぞれ単色の画像情報である。このように感光体１９上に形成された静電潜像は、現像装置２１を通過する際に各色トナーを供給されて顕像化され、トナー像として可視化される。

中間転写ベルト２４は図８において反時計回り方向に走行駆動され、中間転写ベルト２４の走行移動に伴いこれに接触する図示しない一次転写ローラがそれぞれ従動回転する。各一次転写ローラには、感光体１９上に形成されたトナー像のトナー帯電極性とは逆極性の一次転写電圧が印加され、この一次転写電圧の作用により感光体１９と中間転写ベルト２４との間に一次転写電界が形成され、感光体１９上のトナー像は感光体１９と同期して走行する中間転写ベルト２４上に静電的に一次転写される。このように一次転写された各色トナー像は、中間転写ベルト２４の走行方向上流側から逐次タイミングを合わせて中間転写ベルト２４上に重畳転写され、中間転写ベルト２４上に所望のフルカラートナー像が形成される。

一方、被記録媒体である転写シートＳは、給紙カセット２９に積載された束の上から給紙ローラ３０等の作用により一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対３１のニップ部に搬送される。搬送された転写シートＳの先端はレジストローラ対３１のニップ部に突き当たり、いわゆるループを形成することで転写シートＳのレジストレーションが行われる。
その後、中間転写ベルト２４上に形成されたフルカラートナー像とタイミングを合わせてレジストローラ対３１が回転駆動され、支持ローラ２７と二次転写チャージャ２８とで構成される二次転写部に向けて転写シートＳが給送される。そして、二次転写チャージャ２８に所定の転写電圧が印加され、中間転写ベルト２４上に形成されたフルカラートナー像が転写シートＳ上に一括して転写される。

フルカラートナー像が転写された転写シートＳは定着装置３２に搬送され、定着装置３２を通過する際に熱と圧力とを付与されることでフルカラートナー像が転写シートＳ上に半永久的なフルカラー画像として定着される。画像が定着された転写シートＳは、搬送ローラ対３４及び排出ローラ対３５を介して排紙トレイ３３上に排出される。
なお、二次転写チャージャ２８が配置される二次転写部において転写されずに中間転写ベルト２４上に残存した残存トナーは、支持ローラ２５あるいは支持ローラ２６近傍に配置された図示しない中間転写ベルトクリーニング装置によって除去及び回収される。

次に、露光装置２３の構成を説明する。露光装置２３は、感光体１９ａ，１９ｂを露光走査するマゼンタイエロユニットである第一露光装置２３ａと、感光体１９ｃ，１９ｄを露光走査するブラックシアンユニットである第二露光装置２３ｂとで構成されている。各露光装置２３ａ，２３ｂは光軸レイアウトが同じであることから、第二露光装置２３ｂについて説明し、第一露光装置２３ａについての説明を省略する。
図９は、第二露光装置２３ｂの入射光学系を示した概略図である。図９において、レーザ光を射出する光源ユニット３６は、直線偏光にてレーザ光を射出する光源３７、レーザ光を円偏光に変換する１／４波長板３８、１／４波長板３８で偏光変換されたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ３９、平行化されたレーザ光を切り取るアパーチャ板４０等を有している。光源３７は、例えばＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤＡ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ）、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光レーザ）等であり、複数の発光点を有している。これ等光学素子は光源ホルダに一体的に組み付け保持され、光源ユニット３６から射出されるレーザ光は入射光学系を介して光偏向手段としての偏光器４１に入射する。

ビームプロファイルを形成する入射光学系４６は、光源ユニット３６から射出したレーザ光を副走査断面内で２方向に分割するプリズムビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２と、２方向に分割されたレーザ光の偏光を直線偏光から円偏光に変換する１／４波長板４３とを備えている。さらに入射光学系は、円偏光に変換されたレーザ光を副走査断面にのみパワーを持ち偏光器４１に搭載される回転多面鏡４４のミラー面上で結像させる、シリンドリカルレンズ（ＣＹＬ）４５を備えている。
入射光学系４６で形成されたレーザ光は、偏光器４１により所望の回転数で安定駆動されている回転多面鏡４４のミラー面上に結像される。このように、回転多面鏡４４のミラー面上にレーザ光が入射することで、レーザ光が主走査方向へ走査される。

図１０は、走査光学系の概略構成図である。図９及び図１０に示すように回転多面鏡４４は上段ミラー４４ａと下段ミラー４４ｂとを有している。
上段ミラー４４ａで走査されるレーザ光は、光学レンズとしての第一出射レンズ４７、第二出射レンズ４８、防塵ガラス４９を介して感光体１９ｄの表面で等速走査され、静電潜像を形成する。上段ミラー４４ａからのレーザ光の光路上には、レーザ光を折り返すためのミラー５０，５１，５２が配置されている。

一方、下段ミラー４４ｂで走査されるレーザ光は、第一出射レンズ５３第二出射レンズ５４、防塵ガラス５５を介して感光体１９ｃの表面で等速走査され、静電潜像を形成する。下段ミラー４４ｂからのレーザ光の光路上には、レーザ光を折り返すためのミラー５６が配置されている。
これ等走査光学系、入射光学系４６、偏光器４１は、第二露光装置２３ｂのハウジング５７に一体的に固定され、露光装置２３の特性を確保している。

図１１に示すように、偏光器４１はモータ基板５８上に回転多面鏡４４を搭載して構成されている。回転多面鏡４４は、複数のミラー面を有する偏光ミラーを一段あるいは二段有しており、本実施形態で示す回転多面鏡４４は上段ミラー４４ａと下段ミラー４４ｂとを有する二段で構成されている。上段ミラー４４ａと下段ミラー４４ｂとは回転方向において角度θずれて積層されており、本実施形態の回転多面鏡４４ではθが４５度に設定されているが、θの値はこれに限られない。図１０に示すように、上段ミラー４４ａは感光体１９ｄを走査し、下段ミラー４４ｂは感光体１９ｃを走査するが、これ等は幾何的に同時に走査することはなく、それぞれの画像形成手段１８に応じた画像情報に基づいて露光走査可能な構成である。

図１２は露光装置２３の詳細な構成を、図１６は露光装置２３による感光体１９へのレーザ光照射経路をそれぞれ示している。露光装置２３は、上述したように、回転多面鏡４４を備えた偏光器４１、コリメートレンズ３９及びアパーチャ板４０を備えた光源ユニット３６、シリンドリカルレンズ４５、第一出射レンズ４７、防塵ガラス４９等を備えており、これ等の構成をハウジング５７内に有している。図１２において、符号５９は防音ガラス、符号６０は第一同期レンズ、符号６１は同期ミラー、符号６２は第二同期レンズをそれぞれ示している。
本実施形態において、ハウジング５７の材質はＰＣ／ＡＢＳ樹脂をガラス繊維にて強化した樹脂［ＰＣ＋ＡＢＳ－（ＭＳ＋ＧＦ）４０ＦＲ（４０）］であり、厚さは１．８ｍｍである。これに対して一般的な樹脂部品（例えば露光装置２３のカバー部品）の材質はポリスチレン樹脂［ＰＳ－ＦＲ（１７）］、厚さは１．６ｍｍである。各材質の差異は、一般的な部材に比してハウジング５７が高い強度を求められているためである。
上述した露光装置２３を、図３及び図４に示した本発明の露光装置６として採用可能である。

次に、図３において装置本体２に対して露光装置６を位置決めする構成を説明する。
図１３は、図４に示すように露光装置６が装置本体２の所定の装着位置である位置決め位置に装着された際に、露光装置６を保持する機構の構成を示す概略図である。図１３に示すように、露光装置６は装置本体２に設けられた第一本体ブラケット５及び第二本体ブラケット１５によって位置決め保持される。
露光装置６の奥行き方向先端側には露光装置６の位置決めを行うための係合片６３が水平方向に２箇所設けられており、奥行き方向後端側には露光装置６の位置決めを行うための係合端部６４が一体的に設けられている。係合片６３は、奥行き方向先端下部が切り欠かれた板状部材であり、露光装置６の奥行き方向先端側端部に互いに所定の間隔で固定されている。係合端部６４は、露光装置６の奥行き方向後端部から下方に向けて延出形成された板状部材であり、その幅は図３にも示すように露光装置６の幅方向長さと同じとなるように形成されている。

図１４に示すように、第二本体ブラケット１５には２個の係合片６３がそれぞれ係合可能な２個の係合穴６５が形成されている。係合穴６５は、その水平方向の長さが係合片６３の水平方向の長さよりも若干大きく形成されており、その鉛直方向の長さは係合片６３がしっくりと嵌合可能となるように形成されている。この構成より、各係合片６３が各係合穴６５に係合することにより、装置本体２に対して露光装置６が鉛直方向に位置決めされる。また係合端部６４は、露光装置６が装置本体２内の所定位置まで奥行き方向に進むと、第一本体ブラケット５に面接触するように構成されている。この構成より、係合端部６４が第一本体ブラケット５に面接触することにより、装置本体２に対して露光装置６が奥行き方向に位置決めされる。

さらに図１５に示すように、第一本体ブラケット５には２本の位置決めピン６６，６７が水平方向に所定の間隔をおいてそれぞれ装置外側に向けて設けられており、係合端部６４には各位置決めピン６６，６７が嵌合可能な位置決め穴６８，６９が設けられている。位置決め穴６８は位置決めピン６６がしっくりと嵌合可能となるように形成されており、位置決め穴６９は位置決めピン６７が左右方向に移動可能となるように長穴状に形成されている。この構成より、各位置決めピン６６，６７が各位置決め穴６８，６９に嵌合することにより、装置本体２に対して露光装置６が鉛直方向及び水平方向に位置決めされる。各位置決めピン６６，６７が各位置決め穴６８，６９に嵌合した後、係合端部６４が２個のねじ８３によって第一本体ブラケット５に固定されることにより、装置本体２に対する露光装置６の装着位置への装着が完了する。

本実施形態の構成において露光装置６は、第一本体ブラケット５と係合端部６４とによって水平方向、鉛直方向、奥行き方向への位置規制を行っており、係合片６３と第二本体ブラケット１５とによって鉛直方向への位置規制を行っている。この構成により、図７に示した空間１６を確実に形成することができる。
上述の構成では、第一本体ブラケット５と係合端部６４とによって水平方向、鉛直方向、奥行き方向への位置規制を行っているにもかかわらず、係合片６３と第二本体ブラケット１５とによって鉛直方向への位置規制を行っている。この理由として、感光体１９までの光路長のレイアウトにより露光装置６が奥行き方向に向けてある程度の長さを有する必要があるため、奥行き方向手前側の第一本体ブラケット５と係合端部６４とによる位置規制のみでは、露光装置６の自重によって支持強度が不足して位置ずれが発生する虞がある。そこで、奥行き方向奥側に位置する係合片６３と第二本体ブラケット１５とにおいても位置規制を行うことにより、露光装置６の支持安定性を向上でき位置ずれの発生を防止することができる。

図１７、図１８は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ７０を示している。プリンタ７０は、上述したプリンタ１と比較すると、冷却ファン７１及び排気ファン７２を有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。
冷風からなる気流を発生させる冷却ファン７１及び排気ファン７２は、図１９に示すように、冷却ファン７１から発生した気流が空間１６を通過した後に装置本体２の外部に排気されるように、それぞれ装置本体２の内部に配置されている。

図１９は、冷却ファン７１から発生した気流の流路を示している。図１９において気流７３は、空間１６及びプリンタ７０の代表的な熱源である定着装置１１を通過している。ここで、露光装置６の主な熱源である回転多面鏡４４はハウジング５７の底面部に固定されている。従って、露光装置６において最も熱を発生する部位は底面部であるため、露光装置６の底面部下方に空間１６を配置し、この空間１６内に気流７３が通過する経路を配置する構成により、露光装置６の冷却効果を最も高めることができる。

第２の実施形態において、図２０に示すようにハウジング５７の底面部において回転多面鏡４４が占める面積は一部である。そこで本発明の第３の実施形態では、プリンタ７０において図２１及び図２２に示すように、回転多面鏡４４の配置位置と対応するガイド部材としての気流ガイド７４を空間１６内に設け、空間１６内の気流７３を回転多面鏡４４に向けて集めている。気流ガイド７４は、図２１に示すように、回転多面鏡４４の配置位置と対応する位置で幅が狭くなる形状を呈しており、この構成により回転多面鏡４４と対応する位置において気流７３の流路断面積を小さくし、気流７３を集中的に流すことで冷却効果をさらに高めている。気流ガイド７４としては、熱伝導率が高い材質、すなわち金、銀、銅、アルミニウムのうちの何れかを含む材質であることが好ましい。
なお、本実施形態では気流ガイド７４として回転多面鏡４４と対応する位置に配置されるものを示したが、回転多面鏡４４と同様に温度規格を有する部品である第一出射レンズ４７と対応する位置に配置される気流ガイド、回転多面鏡４４及び第一出射レンズ４７と対応する位置に配置される気流ガイドを用いても、同様の作用効果を得ることができる。

図２３及び図２４は、本発明の第４の実施形態を示している。本実施形態では、プリン体１において図２３及び図２４に示すように、回転多面鏡４４の配置位置と対応する空間１６内の位置に、図２５に示す吸熱部材としてのヒートシンク７５を設けている。ヒートシンク７５は、対象物の熱を金属に伝え、熱による空気の対流を促進して放熱することで対象物を冷却する。本実施形態では、ヒートシンク７５を回転多面鏡４４の下部に位置する空間１６内に設けることにより、露光装置６の冷却効果を高めることができる。なお、ヒートシンク７５は単に空間１６内に配置することで冷却効果を奏するが、上述した冷却ファン７１及び排気ファン７２と併設することにより、より高い冷却効果を得ることができる。
なお、本実施形態ではヒートシンク７５として回転多面鏡４４と対応する位置に配置されるものを示したが、第一出射レンズ４７と対応する位置に配置されるヒートシンク、回転多面鏡４４及び第一出射レンズ４７と対応する位置に配置されるヒートシンクを用いても、同様の作用効果を得ることができる。

上述したプリンタ１，７０において、出荷前の組み立て時のみならず出荷後の顧客先で露光装置６に何らかの不具合が発生して露光装置６を交換する必要が生じた場合に対応するため、露光装置６は装置本体２に対して着脱可能である必要がある。
装置本体２に対して露光装置６を着脱する際に、プリンタ１，７０が上述した気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を有する構成の場合、以下のような問題点があった。
一つ目は、露光装置６を組み付けた状態では装置小型化のために挿入口４の隙間を少なくする必要があるため、この状態で気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を装置本体２内に配置し、露光装置６を取り外すことが難しい。
二つ目は、装置本体２の内部に気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を取り付けた状態で露光装置６を装置本体２に対して着脱すると、図２６に示すように、露光装置６の着脱時に露光装置６と気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５とが干渉して、露光装置６の着脱ができない。
三つ目は、露光装置６に気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を取り付けた状態で露光装置６を装置本体２に対して着脱すると、図２７に示すように、挿入口４の隙間が少ないこと及び気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を含んだ着脱経路を確保する必要が生じ、装置本体２の内部レイアウトに制約が生じる。

上述の問題点を解決可能な構成を、以下に第５の実施形態として説明する。
図２８は、本発明の第５の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ７６を示している。プリンタ７６は、プリンタ１と比較すると、装置本体２の内部に気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５を備え、これ等気流ガイド７４あるいはヒートシンク７５が変位可能に構成されている点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。以下、気流ガイド７４を用いて説明するが、ヒートシンク７５でもよい。

図２８において、気流ガイド７４は一端にピニオンギヤ７７ａを有する保持アーム７７の他端に取り付けられており、ピニオンギヤ７７ａは装置本体２に水平移動可能に支持された移動アーム７８に設けられたラックギヤに噛合している。移動アーム７８の装置外側に位置する一端は、露光装置６が装置本体２の内部に装着される際に露光装置６の係合端部６４に当接可能に構成され、露光装置６が装置本体２の内部に挿入されるに伴い移動アーム７８が図２８において右方へと移動可能に構成されている。そして移動アーム７８が移動すると、移動アーム７８に設けられたラックに噛合するピニオンギヤ７７ａが回転し、気流ガイド７４が図２８に示す露光装置６の装置本体２への装着に際し干渉しない倒伏位置から、図２９に示すように徐々に起立した状態となる。その後、露光装置６が所定の装着位置を占めると、図３０に示すように、気流ガイド７４が空間１６内の所定の位置に位置決めされる。

図３１は、本発明の第５の実施形態の変形例を示している。この変形例でも気流ガイド７４を用いて説明するが、ヒートシンク７５でもよい。
気流ガイド７４は、一端に弾性部材であるねじりコイルばね７９ａを有する保持アーム７９の他端に取り付けられており、ねじりコイルばね７９ａは図３１において気流ガイド７４を時計回り方向に回転させる弾性力を有する状態で、図示しないストッパによって弾性力が作用しない状態を保持されている。保持アーム７９の近傍には移動アーム８０が配置されており、移動アーム８０の装置外側に位置する一端は、露光装置６が装置本体２の内部に装着される際に露光装置６の係合端部６４に当接可能に構成され、露光装置６が装置本体２の内部に挿入されるに伴い移動アーム８０が図３１において右方へと移動可能に構成されている。そして移動アーム８０が移動すると、移動アーム８０が図示しないストッパを解除し、ねじりコイルばね７９ａの弾性力が作用して気流ガイド７４が図３１に示す露光装置６の装置本体２への装着に際し干渉しない倒伏位置から、図３２に示すように空間１６内の所定の位置に位置決めされる。

第５の実施形態では、露光装置６の装置本体２への装着に伴い、気流ガイド７４が倒伏位置から徐々に起立して所定の位置に位置決めされ、すなわち装置本体２内への露光装置６の挿入に伴い気流ガイド７４が線形的に空間１６中の所定位置に位置することとなる。これにより、気流ガイド７４が所定位置に位置決めされる際の衝撃や振動の発生が防止される。
また、第５の実施形態の変形例では、露光装置６の装置本体２への装着に伴い、気流ガイド７４が倒伏位置から瞬時に所定の位置に位置決めされる。これにより、装置本体２に対する露光装置６の装着時における負荷を軽減でき、操作性を向上できる。

本発明では、装置本体２の内部に露光装置６を装着する際に、図６に示すように露光装置６の挿入方向先端部を位置決め部材１４に設けられた傾斜面１４ａに当接させながら、露光装置６を装置本体２の内部へと移動させている。ここで、露光装置６は上述したように、レンズ等の光学部品が高精度に位置決めされた状態でハウジング５７に搭載されている構成である。このため、位置決め部材１４に当接した際の衝撃により光学部品の位置がずれてしまうことを防止するため、位置決め部材１４に当接する際の衝撃が小さいことが望ましい。そこで本発明の第６の実施形態として、図３３に示すように傾斜面１４ａに緩衝部材８１を備えた構成を示す。
この構成によれば、露光装置６を装置本体２に装着する際に、露光装置６が位置決め部材１４に当接する際の衝撃を緩衝部材８１が吸収するので、装置本体２への装着時に露光装置６に対して衝撃が生じることを防止できる。緩衝部材８１としては、たとえばスポンジ部材が挙げられる。

図３４、図３５は、本発明の第７の実施形態を示している。この第７の実施形態は、上述した第１の実施形態と比較すると、露光装置６の装置本体２への挿入方向先端下部に、傾斜面１４ａと同じ角度となるように、すなわち傾斜面１４ａと面接触するように形成された接触面６ａを有する点にておいてのみ相違しており、他の構成は同一である。
この構成により、露光装置６を装置本体２に装着する際に位置決め部材１４と露光装置６とが面接触することにより、衝撃の発生が防止される。また、位置決め部材１４との接触後に露光装置６が水平方向に姿勢を保ちながら移動可能であるため、操作性を向上できる。

図３６、図３７は、本発明の第８の実施形態を示している。この第８の実施形態は、上述した第１の実施形態と比較すると、露光装置６の装置本体２への装着移動経路中に、移動する露光装置６の両側面をガイドする一対のガイド部材８２を有する点にておいてのみ相違しており、他の構成は同一である。
この構成により、露光装置６を装置本体２に装着する際に各ガイド部材８２によって移動する露光装置６の両側面がガイドされることにより、装着位置に到達する前に露光装置６が他の部材と接触することを防止できる。また、露光装置６の移動が各ガイド部材８２によって案内されるので、露光装置６を容易かつ確実に装着位置に位置決めでき操作性を向上できる。

本発明の態様は、例えば以下の通りである。
［１］装置本体と、前記装置本体に着脱自在な露光装置と、前記装置本体に設けられた前記露光装置の挿入口と、前記挿入口よりも高い位置に設けられた前記露光装置の位置決め位置と、前記位置決め位置に前記露光装置を導く傾斜面を有する位置決め部材と、を備え、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されたとき、前記露光装置の下部に空間を有する画像形成装置である。
［２］前記露光装置を冷却する冷却ファンを備え、前記空間は前記冷却ファンの気流が通過する経路となることを特徴とする［１］に記載の画像形成装置である。
［３］前記露光装置は回転多面鏡または光学レンズを備え、前記回転多面鏡または前記光学レンズの少なくとも何れかの配置位置と対応する位置で幅が狭くなる形状を呈し、前記経路中に位置するガイド部材を有することを特徴とする［２］に記載の画像形成装置である。
［４］前記ガイド部材は、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されていない状態では前記経路中には位置せず、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されている状態で前記経路中に位置することを特徴とする［３］に記載の画像形成装置である。
［５］前記ガイド部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い線形的に前記経路中に位置することを特徴とする［４］に記載の画像形成装置である。
［６］前記ガイド部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い弾性部材の弾性力により前記経路中に位置することを特徴とする［４］に記載の画像形成装置である。
［７］前記空間に配置される吸熱部材を有することを特徴とする［１］に記載の画像形成装置である。
［８］前記露光装置は回転多面鏡または光学レンズを備え、前記吸熱部材は前記回転多面鏡または前記光学レンズの配置位置の近傍に配置されていることを特徴とする［７］に記載の画像形成装置である。
［９］前記吸熱部材は、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されていない状態では前記空間には位置せず、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されている状態で前記空間に位置することを特徴とする［７］に記載の画像形成装置である。
［１０］前記吸熱部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い線形的に前記空間に位置することを特徴とする［９］に記載の画像形成装置である。
［１１］前記吸熱部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い弾性部材の弾性力により前記空間に位置することを特徴とする［９］に記載の画像形成装置である。
［１２］前記露光装置は前記傾斜面と接触する部分が前記傾斜面と同じ角度となるように形成されていることを特徴とする［１］ないし［１１］の何れか一つに記載の画像形成装置である。
［１３］前記露光装置が前記挿入口から前記位置決め位置まで移動する移動経路中に、移動する前記露光装置に接触する緩衝部材を有することを特徴とする［１］ないし［１２］の何れか一つに記載の画像形成装置である。
［１４］前記緩衝部材は前記傾斜面に配置されていることを特徴とする［１３］に記載の画像形成装置である。
［１５］前記露光装置が前記挿入口から前記位置決め位置まで移動する移動経路中に、移動する前記露光装置をガイドするガイド部材を有することを特徴とする［１］ないし［１４］の何れか一つに記載の画像形成装置である。

上記実施形態では、本発明が適用可能な画像形成装置としてプリンタ１，１７，７６を用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置としてはこれに限られず、複写装置、ファクシミリ、複合機等にも本発明は適用可能である。また上記実施形態では、画像が形成される被記録媒体として転写シートＳを用いる構成を示したが、この転写シートＳとは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、ロール紙、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等も含まれ、シート状であり画像形成可能な物質であればどのようなものを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１，７０ 画像形成装置（プリンタ）
２ 装置本体
４ 挿入口
６ 露光装置
１４ 位置決め部材
１４ａ 傾斜面
１６ 空間
４４ 回転多面鏡
４７ 光学レンズ（第一出射レンズ）
７１ 冷却ファン
７４ ガイド部材（気流ガイド）
７９ａ 弾性部材（ねじりコイルばね）
８１ 緩衝部材
８２ ガイド部材

特開２０１１－１２３３９６号公報 特開２００４－３６１８２６号公報 特開２０１５－１７５８８６号公報

Claims (15)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に着脱自在な露光装置と、
   前記装置本体に設けられた前記露光装置の挿入口と、
   前記挿入口よりも高い位置に設けられた前記露光装置の位置決め位置に前記露光装置を導く傾斜面を有する位置決め部材と、
   を備え、
   前記露光装置が前記位置決め位置に装着されたとき、前記露光装置の下部に空間を有する画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記露光装置を冷却する冷却ファンを備え、前記空間は前記冷却ファンの気流が通過する経路となることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記露光装置は回転多面鏡または光学レンズを備え、前記回転多面鏡または前記光学レンズの少なくとも何れかの配置位置と対応する位置で幅が狭くなる形状を呈し、前記経路中に位置するガイド部材を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記ガイド部材は、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されていない状態では前記経路中には位置せず、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されている状態で前記経路中に位置することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記ガイド部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い線形的に前記経路中に位置することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記ガイド部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い弾性部材の弾性力により前記経路中に位置することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記空間に配置される吸熱部材を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７記載の画像形成装置において、
   前記露光装置は回転多面鏡または光学レンズを備え、前記吸熱部材は前記回転多面鏡または前記光学レンズの配置位置の近傍に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７記載の画像形成装置において、
   前記吸熱部材は、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されていない状態では前記空間には位置せず、前記露光装置が前記位置決め位置に装着されている状態で前記空間に位置することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    前記吸熱部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い線形的に前記空間に位置することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項９記載の画像形成装置において、
    前記吸熱部材は前記挿入口への前記露光装置の挿入に伴い弾性部材の弾性力により前記空間に位置することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１記載の画像形成装置において、
    前記露光装置は前記傾斜面と接触する部分が前記傾斜面と同じ角度となるように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１記載の画像形成装置において、
    前記露光装置が前記挿入口から前記位置決め位置まで移動する移動経路中に、移動する前記露光装置に接触する緩衝部材を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１３記載の画像形成装置において、
    前記緩衝部材は前記傾斜面に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１記載の画像形成装置において、
    前記露光装置が前記挿入口から前記位置決め位置まで移動する移動経路中に、移動する前記露光装置をガイドするガイド部材を有することを特徴とする画像形成装置。

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