JP2004301999A - Image forming apparatus and fixing unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体と定着手段とを一体に構成した画像形成装置および定着ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザプリンタやコピー機などの電子写真式の画像形成装置では、基材層上に電荷発生層や電荷輸送層などが積層された感光体ドラム(像担持体)にコロナ放電等を行って帯電させ、その感光体ドラム上にレーザやLEDなどの光による露光を行って形成した静電潜像をトナー等の現像剤により顕像化させて現像剤像を形成し、この現像剤像を紙等の被記録媒体上に転写させ、定着器(定着手段)によって加熱定着させることで画像の形成が行われる。
【0003】
このような画像形成装置で使用される感光体ドラムや定着器は長期間の使用により劣化するので、定期的に交換される必要がある。また、上記のように、静電潜像の現像、現像剤像の用紙への転写、そして現像剤像の用紙への定着の順に画像の形成が行われるため、その構成上、頻繁に交換が必要な現像剤を収容したトナーホッパー(現像剤収容部材)と比べ、感光体ドラムは装置の深部に配設されることが多い。
【0004】
定着器と感光体ドラムと現像剤収容部材とはそれぞれ耐用期間、すなわち寿命が異なり、通常、定着器の寿命と比べ、感光体ドラムの寿命は短く、現像剤収容部材の寿命は収容する現像剤の量などに依存する。それぞれの部品を別体で構成して装置内に配置するには、それぞれの部品ごとに収容部や固定部材が必要となり、生産コストの増加や、装置の小型化が図りにくいといった問題が発生する。
このため、互いに近接配置可能な感光体ドラムと現像剤収容部材とを分離可能な一体のユニットとして構成したものがある。
【0005】
しかし、感光体ドラムは光の照射によって劣化されやすく、また傷つきやすい部品でもあるため、現像剤収容部材の交換の度に装置外部に取り出して外光に曝すことは避けた方がよい。あるいは、特許文献1のように、定着器と感光体ドラムと現像剤収容部材とを一体構成し、現像剤収容部材の現像剤の収容量を増やして全体の寿命がほぼ同じとなるようにすることも可能である。このような構成とすれば、感光体ドラムを外光に曝す機会が減り、感光体の寿命自体を伸ばすことも可能である。
【0006】
一方、感光体ドラムと定着器とは、定着器の発する熱の影響を低減するため、装置内部である程度の距離を空けて配置される必要がある。感光体ドラムの表面からトナーが転写された用紙が定着器に向かって搬送される際に距離があるため、紙ジャムがたびたび発生する。上記したように、定着器や感光体ドラムが装置の深部に配置されることが多いので、こういった場合に紙ジャムを解消するには、現像剤収容部材を取り出して、感光体ドラムを取り出して、さらに装置の奥に手を入れるなどしてジャム紙に届けば、そのジャム紙を取り除く処理(以下、「ジャム処理」という。)ことができる場合が多い。このような場合、特許文献1のように、現像剤収容部材と感光体ドラムと定着器とが一体に構成されたユニットであれば装置から取り出す作業を一度に行え、さらに装置の外でジャム処理を行うことが可能である。
【0007】
【特許文献1】
特開平3−134673号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1のように、現像剤収容部材と感光体ドラムと定着器とを一体のユニットとして構成した場合、そのユニットの寿命は構成部品のうち最も寿命の短い部品、すなわち現像剤収容部材によって左右され、これを解消するために現像剤の収容量を増やしたのではユニット全体の大型化を招き、このユニットを収容する装置も大型化してしまうという問題があった。また、ユニットが大型化すれば装置からの取り出しも困難なものとなり、かえってジャム処理が行いにくくなるという問題もあった。
【0009】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、像担持体と定着手段とを一体にユニット化して、交換が容易で、ジャム処理も容易となるように構成した画像形成装置および定着ユニットを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の画像形成装置は、現像剤を収容した現像剤収容部材と、静電潜像が形成され、前記現像剤収容部材に収容された現像剤により前記静電潜像が現像されることで現像剤像が形成される像担持体と、前記像担持体から転写された現像剤像を被記録媒体に定着する定着手段とを備えた画像形成装置であって、少なくとも前記像担持体と前記定着手段とを収容し、本体に対して着脱可能に設けられた定着ユニットを備え、前記現像剤収容部材は、前記定着ユニットと独立して本体に着脱可能であることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2に係る発明の画像形成装置は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットの筐体に収容された前記像担持体および前記定着手段の間の位置にあたる前記筐体の上面には、開口部が設けられている。
【0012】
また、請求項3に係る発明の画像形成装置は、請求項1または2に記載の発明の構成に加え、前記現像剤収容部材は、前記像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して前記像担持体に供給する現像剤担持体を備えている。
【0013】
また、請求項4に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットは、前記本体に装着されたときに前記定着手段が配置される側から前記本体に着脱されることを特徴とする。
【0014】
また、請求項5に係る発明の画像形成装置は、請求項4に記載の発明の構成に加え、前記現像剤収容部材は、前記定着ユニットが着脱される側とは反対側から前記本体に着脱可能に装着されることを特徴とする。
【0015】
また、請求項6に係る発明の画像形成装置は、静電潜像が形成され、現像剤により前記静電潜像が現像されることで現像剤像が形成される像担持体と、前記像担持体から転写された現像剤像を被記録媒体に定着する定着手段とを備えた画像形成装置であって、少なくとも前記像担持体と前記定着手段とを収容した定着ユニットと、前記定着ユニットの筐体に収容された前記像担持体および前記定着手段の間の位置にあたる前記筐体の上面には開口された開口部とを備え、前記定着ユニットは、前記像担持体に形成された現像剤像を被記録媒体に転写する転写位置と、前記筐体の開口部が本体外に露出される退出位置との間を移動可能に設けられている。
【0016】
また、請求項7に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットは、前記像担持体に対向し、前記像担持体の帯電を行うための帯電手段を備えている。
【0017】
また、請求項8に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至7のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットにおける前記像担持体と前記定着手段との間の位置に設けられ、前記像担持体から現像剤像が転写された被記録媒体を前記定着手段へと導くための搬送ガイドを備えている。
【0018】
また、請求項9に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至8のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットは、前記像担持体と前記定着手段とを連結して保持するための連結部材と、前記連結部材に設けられ、前記定着手段の熱を遮って前記像担持体に伝わらないようにするための断熱部材とを備えている。
【0019】
また、請求項10に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至8のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記本体における前記定着ユニットの着脱方向と直交する方向に面した側面には、本体内を冷却するための冷却ファンが設けられ、前記定着ユニットが前記本体に装着されたとき、前記像担持体と前記定着手段との間の部分は、両者間を搬送される被記録媒体の搬送方向と直交し、かつ、その被記録媒体の面方向に沿う方向に、前記冷却ファンにより空気が移動するための空気の流路として構成されている。
【0020】
また、請求項11に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至10のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記像担持体は回転可能な感光体ドラムであり、前記本体に前記定着ユニットが装着される場合に、前記感光体ドラムの回転軸の両端をそれぞれ案内して、前記定着ユニットを装着位置へと導くための軸ガイドを備えている。
【0021】
また、請求項12に係る発明の画像形成装置は、請求項1乃至5または7乃至11のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着ユニットの筐体における前記定着手段側には、本体から着脱を行う際に把持可能な把持部が設けられている。
【0022】
また、請求項13に係る発明の画像形成装置は、請求項3乃至12のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記像担持体に担持される現像剤像が被記録媒体に転写された後に、前記像担持体上に残存する現像剤を前記現像剤担持体によって回収することを特徴とする。
【0023】
また、請求項14に係る発明の定着ユニットは、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像した現像剤像が転写された被記録媒体を定着する定着手段とを収容し、前記画像形成装置から着脱可能に構成された定着ユニットであって、定着ユニットの筐体における前記像担持体と前記定着手段との間の位置に設けられた開口部を備えている。
【0024】
また、請求項15に係る発明の定着ユニットは、請求項14に記載の発明の構成に加え、前記像担持体に対向し、前記像担持体の帯電を行うための帯電手段を備えている。
【0025】
また、請求項16に係る発明の定着ユニットは、請求項14または15に記載の発明の構成に加え、前記像担持体と前記定着手段との間の位置に設けられ、前記像担持体から現像剤像が転写された被記録媒体を前記定着手段へと導くための搬送ガイドを備えている。
【0026】
また、請求項17に係る発明の定着ユニットは、請求項14乃至16のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記定着手段側には、前記画像形成装置から着脱を行う際に把持可能な把持部が設けられている。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した画像形成装置および定着ユニットの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図1を参照して、画像形成装置の一例であるレーザプリンタ1の全体の構成について説明する。図1は、レーザプリンタ1の概略的な構成を示す模式図である。
【0028】
図1に示すように、レーザプリンタ1は、略直方体状の本体ケース2の略中央部に、スキャナユニット16、現像ユニット17および定着ユニット18からなり、被記録媒体としての用紙に画像の形成を行う画像形成部5が設けられている。画像形成部5の下方、すなわち本体ケース2の底部には、給紙カセット6に収容した用紙を画像形成部5に供給するフィーダ部4が設けられている。また、画像形成部5の上方には、画像形成部5にて画像の形成された用紙が排紙され、積層状に保持される排紙トレイ47が設けられている。ここで、レーザプリンタ1において、図中右手方向が前面となる。
【0029】
印刷が行われる用紙(本体ケース2内での搬送経路を図中2点鎖線で示す。)は、本体ケース2の底部に着脱される給紙カセット6内に積層状に収容されている。本体ケース2の前面側で給紙カセット6の上方には給紙ローラ8が設けられ、給紙カセット6内に積層された用紙のうちの最上位の用紙の一端に、その外周が当接されている。そして、給紙ローラ8の回転にともなってその最上位の用紙がピックアップされ、Uターン状の搬送パス49の内面に沿って、レジストローラ12から、本体ケース2内の略中央に設けられた画像形成部5に向かって搬送されるようになっている。
【0030】
本体ケース2の前面(図中右手側)には、本体ケース2に着脱可能に構成された現像ユニット17の収容部55の開口を覆う前面カバー54が設けられている。前面カバー54は給紙カセット6の上方に設けられた支点54aを軸として、その自由端側が下向きに大きく回動することで収容部55の開閉を行う。収容部55は、本体ケース2内部のスキャナユニット16の下方の位置で、本体ケース2の前面側(図中右手側)から中央にかけての位置に、一部開放状に設けられている。
【0031】
次に、本体ケース2の背面にも、前面カバー54と同様に、給紙カセット6の上方に設けられた支点56aを軸として自由端側が下向きに大きく回動可能な背面カバー56が設けられている。この背面カバー56は、本体ケース2に着脱可能に構成された定着ユニット18の収容部57の開口を覆うものである。また、背面カバー56の本体ケース2の内面側の壁面には、画像形成部5より本体ケース2内部の後方に向かって排出される用紙を排紙トレイ47に導くための搬送パス44が設けられている。搬送パス44上で用紙の搬送障害(紙ジャム)が発生した場合に背面カバー56を開くことで搬送パス44を露出させて紙ジャムの解消を行うことができる。
【0032】
排紙トレイ47は、本体ケース2の上面の後方側より中央部にかけての位置にて、本体ケース2の前側ほど傾斜が小さくなるように凹部形成されている。排紙トレイ47よりもさらに本体ケース2の後方側で排紙トレイ47の底面よりも上方の位置には、排紙トレイ47上に用紙を排出するための排紙ローラ46が設けられている。そして、画像形成部5で画像が形成された用紙が搬送パス44を搬送されて排紙ローラ46に導かれるように、搬送パス44と排紙ローラ46とを接続するように搬送パス45が設けられており、搬送パス44と搬送パス45とで半弧を描く搬送経路を構成している。画像形成部5で印刷された用紙は、排紙トレイ47上で積層保持される。
【0033】
次に、図1〜図3を参照して、画像形成部5付近の構成について説明する。図2は、画像形成部5の概略的な構成を示す模式図である。図3は、定着ユニット18の斜視図である。
【0034】
図1に示すように、画像形成部5のスキャナユニット16は、本体ケース2内において排紙トレイ47の直下に配置されている。図2に示すように、レーザ光を出射するレーザ発光部(図示外)、レーザ発光部より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー19、ポリゴンミラー19に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするfθレンズ20、走査されたレーザ光を反射する2つの反射ミラー21、反射ミラー21で反射されたレーザ光を反射ミラー23を介して感光体ドラム27上で結像する際の副走査方向における面倒れを補正するシリンダーレンズ22等で構成されている。スキャナユニット16は、印刷データに基づいてレーザ発光部から出射されるレーザ光(図中1点鎖線で示す。)をポリゴンミラー19、fθレンズ20、2つの反射ミラー21、シリンダーレンズ22、反射ミラー23の順に通過あるいは反射させて、定着ユニット18の感光体ドラム27の表面上に露光走査するものである。
【0035】
次に、画像形成部5の現像ユニット17は、感光体ドラム27の回転軸と軸方向が同一な現像ローラ31および供給ローラ33とトナーホッパー34となどを備えている。なお、現像ユニット17が、本発明における「現像剤収容部材」に相当する。
【0036】
現像ローラ31は、感光体ドラム27の回転方向(図中時計方向)における帯電器29の配置位置(感光体ドラム27の上方の位置)より下流、すなわち、本体ケース2の前面側の感光体ドラム27の側方に配置されており、矢印方向(図中反時計方向)に回転可能となっている。この現像ローラ31は、金属製のローラ軸に導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、高圧電源部(図示外)より現像バイアスが印加される。なお、現像ローラ31が、本発明における「現像剤担持体」に相当する。
【0037】
供給ローラ33は、現像ローラ31の側方位置で、現像ローラ31を挟んで感光体ドラム27の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ31に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ33は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ31に供給する現像剤としてのトナーを摩擦帯電するようになっている。このため、供給ローラ33は、現像ローラ31と同方向となる矢印方向(図中反時計方向)に回転可能に配設されている。
【0038】
また、トナーホッパー34は、供給ローラ33の側方位置に設けられており、その内部に供給ローラ33を介して現像ローラ31に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性1成分のトナーが使用されており、このトナーは、重合性単量体、例えばスチレンなどのスチレン系単量体やアクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーである。このような重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなど外添剤が添加されている。その粒子径は、約6〜10μm程度である。
【0039】
アジテータ36は、軸方向(図中紙面表裏方向)に延設された粗い網目状の板体であり、一端に回転軸35が設けられ、他端がトナーホッパー34の内壁を摺擦するように構成されているフィルム状の部材である。そして、トナーホッパー34の長手方向の両端中心位置で回転軸35が支持されたアジテータ36が矢印方向(図中時計方向)へ回転することによって、トナーホッパー34内に収容されたトナーが攪拌されるようになっている。
【0040】
次に、画像形成部5の定着ユニット18は、感光体ドラム27、帯電器29、転写ローラ30等からなるプロセス部18aと、定着ローラ41、加圧ローラ42等からなる定着部18bと、プロセス部18aおよび定着部18bを連結して接続する連結部18cとから構成されている。
【0041】
プロセス部18aの感光体ドラム27は、現像ローラ31と接触する状態で、矢印方向(図中時計方向)に回転可能に配設されている。この感光体ドラム27は、導電性基材の上に、正帯電の有機感光体を塗布したものであり、電荷発生材料が電荷輸送層に分散された正帯電有機感光体である。感光体ドラム27はレーザ光等の照射を受けると、光吸収によって電荷発生材料で電荷が発生され、電荷輸送層で感光体ドラム27の表面と、導電性基材とにその電荷が輸送されて、帯電器29に帯電されたその表面電位をうち消すことで、照射を受けた部分の電位と、受けていない部分の電位との間に電位差を設けることができるようになっている。印刷データに基づいてレーザ光をスキャナユニット16が露光走査することにより、感光体ドラム27には静電潜像が形成される。なお、感光体ドラム27が、本発明における「像担持体」に相当する。
【0042】
帯電手段としてのスコロトロン型の帯電器29は、感光体ドラム27の上方にて、感光体ドラム27に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。帯電器29は、タングステンなどの放電用のワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型の帯電器であり、高圧電源部(図示外)より帯電バイアスが印加されて感光体ドラム27の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。なお、帯電器29が、本発明における「帯電手段」に相当する。
【0043】
感光体ドラム27の回転方向の現像ローラ31の下流で、感光体ドラム27の下方位置には、転写ローラ30が配設されており、矢印方向(図中反時計方向)に回転可能に支持されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、高圧電源部(図示外)より転写バイアスが印加されるように構成されている。転写バイアスとは、感光体ドラム27の表面上に静電付着したトナーが転写ローラ30の表面上に電気的に吸引される方向に電位差が生じるように転写ローラ30に印加されるバイアスである。
【0044】
図3に示すように、帯電器29と感光体ドラム27と転写ローラ30とはそれぞれの軸方向が略同一な状態で定着ユニット18の筐体に納められ、その筐体の側方より軸支されることによってそれぞれの位置関係が固定されている。また、この状態で定着ユニット18の筐体の帯電器29の上方にあたる壁面には、その帯電器29のワイヤ方向を長手方向とする略長方形の開口29aが設けられ、この開口29aの長手側の側縁に沿ってスライドされるクリーニング部材29bが、開口29aの短手方向の両端の方向からそのワイヤを挟むように設けられている。
【0045】
図2に示すように、プロセス部18a側方で用紙の搬送方向の下流側には定着部18bが配設されている。この定着部18bには、定着部18bを略水平方向に通過される用紙の搬送経路(図中2点鎖線で示す。)を上下方向から挟むように定着ローラ41と加圧ローラ42とが設けられ、これら2つのローラを囲うように設けられた外壁によって各ローラの位置決めと保護がなされている。各ローラの軸は、その方向が感光体ドラム27の軸方向とそれぞれ略同一となるように、定着部18bの筐体に軸支されている。定着ローラ41は、中空のアルミ製の軸にフッ素樹脂がコーティングされ焼成されたローラであり、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ41aを備えている。加圧ローラ42は、低硬度シリコンゴムからなる軸にフッ素樹脂のチューブが被膜されたローラであり、スプリング(図示外)によってその軸が定着ローラ41の方向に付勢されることで、定着ローラ41に対して押圧されている。なお、定着部18bが、本発明における「定着手段」に相当する。
【0046】
そして、プロセス部18aと定着部18bとの間には、両者間を連結して互いを位置決めし、一体のユニットとするための連結部18cが設けられている。この連結部18cは搬送ガイド58と連結部材59とからなり、それぞれプロセス部18aと定着部18bとの底部同士および上部同士を連結している。搬送ガイド58は、プロセス部18aと定着部18bとの底部同士を接続する板状の部材で、その上面が、感光体ドラム27と転写ローラ30とのニップ部を通過する用紙を定着ローラ41と加圧ローラ42とのニップ部へと導く搬送経路となっている。図3に示すように、搬送ガイド58の上面には、用紙の搬送方向に沿って延ばされたリブ状の突起58aが複数設けられ、用紙の搬送方向と直交する方向に列設されている。
【0047】
さらに、図2に示すように、搬送ガイド58の上方には、プロセス部18aと定着部18bとの側面の上部同士を連結するための連結部材59が設けられている。図3に示すように、連結部材59には、平面視、用紙搬送方向と直交する方向の両端の部分を残して大きく開口された開口部59aが設けられ、この開口部59aより搬送ガイド58の上面が露出されている。そして、この開口部59a内には、感光体ドラム27の定着部18b側の外周面を覆って保護するため、開口部59aの入口部分の内周の一部を構成する帯電器29の壁面より突設された保護壁59bが、感光体ドラム27の外周面に沿って搬送ガイド58に向かって延長されている。
【0048】
また、開口部59aの内部に面した定着部18bの外壁部分を覆って開口部59aの内部に対して遮るように、断熱部材59cが設けられている。断熱部材59cは略長方形をした板状の部材で、定着ローラ41から発せられる熱が感光体ドラム27に伝わらないようにするために設けられている。そして、プロセス部18aとは反対側の定着部18bの底部には、背面カバー56(図1参照)を開けたときに定着ユニット18を引き出すことができるように、利用者が把持するための把持部60が設けられている。
【0049】
そして、図1に示すように、定着ユニット18の収容部57の内部壁面(図中紙面表裏方向の両壁面)には、定着ユニット18の着脱の際に、定着ユニット18を画像形成位置へと導くための軸ガイド61が設けられている。軸ガイド61は、収容部57の開口付近のガイド入口61bより挿入される感光体ドラム27の軸27aを上下から挟み、水平方向にスライドさせて導くことにより、ガイド末端61aへと案内する。感光体ドラム27の軸27aは、このガイド末端61aにて位置決めされる。
【0050】
一方、現像ユニット17の収容部55の内部壁面(図中紙面表裏方向の両壁面)には、現像ユニット17が収容部55に収容されたときに、現像ローラ31の軸31aの位置決めをするための軸位置ガイド62が設けられている。定着ユニット18と現像ユニット17との互いの位置関係は、ガイド末端61aにより位置決めされる感光体ドラム27の軸27aと、軸位置ガイド62により位置決めされる現像ローラ31の軸31aとによって決まるようになっている。なお、軸ガイド61のガイド入口61bの近傍には、感光体ドラム27の軸27aを仮固定して定着ユニット18を引き出し状態で保持するためのバネ性のストッパ61cが設けられている。また、ガイド末端61aにも、軸27aを仮固定して定着ユニット18を画像形成位置にて保持するためのバネ性のストッパ61dが設けられている。なお、定着ユニット18の感光体ドラム27の軸27aがガイド末端61aにて仮固定され、画像形成を行うことができる場合の定着ユニット18の位置が、本発明における「転写位置」に相当する。また、感光体ドラム27の軸27aがストッパ61cにて仮固定され、定着ユニット18のメンテナンスを行うことができる場合の定着ユニット18の位置が、本発明における「退出位置」に相当する。
【0051】
また、本体ケース2の後部にて開閉される背面カバー56の支点56aの近傍には、定着ユニット18を収容状態でロックするためのロック部50が設けられている。このロック部50は、支点50aを中心に回動し、収容部57に収容された定着ユニット18の把持部60を押さえることでロック可能となっている。
【0052】
次に、図1,図2を参照して、レーザプリンタ1の印刷時の動作について説明する。図2に示すように、レーザプリンタ1では、ホストコンピュータ(図示外)からの印刷データの受信に基づいて、駆動モータ(図示外)が駆動される。このとき、感光体ドラム27の表面上に残るトナーのクリーニングが行われる。
【0053】
本実施の形態のレーザプリンタ1では、感光体ドラム27等のクリーニングにクリーナレス現像方式が採用されている。クリーナレス現像方式は、クリーニングブレードやクリーニングブラシ等のクリーニング部材を感光体ドラム27の表面上に摺擦してトナーを掻き落とすクリーニング方式とは異なり、印刷時と同様に帯電器29、感光体ドラム27、転写ローラ30および現像ローラ31にバイアスを印加して、転写ローラ30や感光体ドラム27の表面上に残るトナーを回収させるクリーニング方式である。
【0054】
すなわち、クリーナレス現像方式では、転写後において、転写残トナーを有する感光体ドラム27の表面は、感光体ドラム27の回転により、帯電器29と対向する帯電位置にて帯電され、次に、スキャナユニット16によって露光される。露光されなかった未露光部分にある転写残トナーは、感光体ドラム27の表面が、現像ローラ31と対向したとき、電気的に現像ローラ31によって回収される。一方、露光部分では、転写残トナーと現像ローラ31からのトナーとによって、トナー像が形成される。
【0055】
このようなクリーナレス現像方式によれば、転写残トナーを回収して収容するための廃トナー貯留部を不要とすることができる。そのため、装置構成の簡略化、および、廃トナー貯留部を設けるスペースを不要として、定着ユニット18を小型化できる。さらには、廃トナー貯留部を感光体ドラム27と一体に設けた場合には、廃トナー貯留部の容量で感光体ドラム27の寿命が決まってしまい、定着ユニット18の長寿命化と装置の小型化が達成できなくなるが、このように構成すれば、その両立を可能とすることができる。
【0056】
なお、本実施の形態では、現像ローラ31は、感光体ドラム27に対して1.6倍の周速で回転している。そして、その周速差によって、感光体ドラム27から現像ローラ31に転写残トナーを回収しやすくしている。
【0057】
また、このレーザプリンタ1では、トナーとして、流動性の良好な略球形の重合トナーを用いているので、良好な画像を形成しつつ、クリーナレス現像方式による転写残トナーの効率的な回収を達成している。
【0058】
この処理が行われた後、図1に示すように、用紙は、回転する給紙ローラ8との間の摩擦力によってピックアップされ、レジストローラ12に送られる。そして、レジストローラ12は用紙をレジストし、回転する感光体ドラム27の表面上に形成された可視像の先端と用紙の先端とが一致するタイミングで用紙を送り出す。
【0059】
一方、図2に示すように、スキャナユニット16では、印刷データに基づいて生成されたレーザ駆動信号に従ってレーザ発光部(図示外)でレーザ光が発生され、ポリゴンミラー19に対して出射される。ポリゴンミラー19は入射したレーザ光を主走査方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に走査し、fθレンズ20に対して出射する。fθレンズ20は、ポリゴンミラー19で等角速度に走査されたレーザ光を等速度走査に変換する。そして、レーザ光は、反射ミラー21で進行方向を変化され、シリンダーレンズ22によって収束され、反射ミラー23を介して感光体ドラム27の表面上で結像される。
【0060】
また、感光体ドラム27は、高圧電源部(図示外)より帯電バイアスが印加された帯電器29によって、その表面電位が約1000Vに帯電される。図中時計方向に回転する感光体ドラム27は、次に、レーザ光の照射を受ける。レーザ光は用紙の主走査線上において、現像を行う部分には照射され、行わない部分には照射されないようにスキャナユニット16から出射されており、レーザ光の照射を受けた部分(明部)は、その表面電位が約200Vに下がる。そして、感光体ドラム27の回転にともなって、レーザ光が副走査方向(用紙の搬送方向)にも照射され、レーザ光が照射されなかった部分(暗部)と明部とで、感光体ドラム27表面上には電気的な不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。
【0061】
ここで、トナーホッパー34より供給され、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電されたトナーは、厚みが一定の薄層となるように調整されて現像ローラ31上に担持される。この現像ローラ31には、高圧電源部(図示外)より約400Vの正の現像バイアスが印加されている。現像ローラ31の回転により、現像ローラ31上に担持され、かつ、正帯電されているトナーは、感光体ドラム27に対向して接触するときに、感光体ドラム27の表面上に形成されている静電潜像に転移する。すなわち、現像ローラ31の電位は、暗部の電位(+1000V)より低く、明部の電位(+200V)より高いので、トナーは電位の低い明部に対して選択的に転移する。こうして、感光体ドラム27の表面上に、トナーによる現像剤像としての可視像が形成され、現像が行われる。
【0062】
そして、感光体ドラム27と転写ローラ30との間を用紙が通過する際に、明部の電位(+200V)よりさらに低い、(電圧値にして)約−1000Vの負の定電流である転写バイアスが転写ローラ30に印加されて、感光体ドラム27表面上に形成された可視像が用紙上に転写される。
【0063】
トナーが転写された用紙は、定着部18bに搬送される。定着部18bは、トナーの載った用紙に、定着ローラ41による約200℃の熱と加圧ローラ42による圧力とを加え、トナーを用紙上に溶着させて永久画像を形成する。なお、定着ローラ41と加圧ローラ42とはそれぞれダイオードを介して接地されており、定着ローラ41の表面電位より加圧ローラ42の表面電位が低くなるように構成されている。そのため、用紙の定着ローラ41側に載置されている正帯電性のトナーは、用紙を介して加圧ローラ42に電気的に吸引されるので、定着時に定着ローラ41にトナーが引き寄せられることによる画像の乱れが防止されている。
【0064】
トナーが加圧加熱定着された用紙は、図1に示すように、搬送パス44,45上を搬送され、排紙ローラ46により印刷面を下向きにして排紙トレイ47に排出される。次に印刷される用紙も同様に、先に排出された用紙の上に印刷面を下にして排紙トレイ47に積層される。こうして、利用者は、印刷順に整列された用紙を得ることができる。
【0065】
ところで、一般に、感光体ドラムの耐用印刷枚数は、例えばA4の用紙であれば約2万枚である。一方、ハロゲンランプを内蔵する定着ローラの耐用印刷枚数は約5万枚と多く、いわゆる寿命に開きがある。これは、感光体ドラム27の表面が光の照射によって劣化されやすく、また、比較的柔らかいため紙ジャムによりジャム紙の端部が当たると傷つきやすいからである。しかし、近年の技術の向上により感光体ドラムの表面の硬度が増し、傷つきを原因とした寿命の低下を防止することができるようになった。とはいえ、定着ローラの寿命と感光体ドラムの寿命との開きは大きい。本実施の形態のレーザプリンタ1では、感光体ドラム27と定着ローラ41とを定着ユニット18として一体に構成するため、感光体ドラム27の寿命を延ばすための工夫が施されている。
【0066】
上記したクリーナレス現像方式による感光体ドラム27のクリーニングでは、クリーニングブレード等の摺擦部材を利用したクリーニングとは異なり感光体ドラム27の外周面が傷つきにくいので、感光体ドラム27の寿命を延ばすことができる。しかし、このような摺擦部材がなければ、長期間の使用によりトナーが感光体ドラム27の表面を覆って薄膜を形成する、いわゆるフィルミングが発生し、印刷品質が低下してしまう。そこで、レーザプリンタ1では、印刷動作の開始前または終了後に、回転を停止させた現像ローラ31を感光体ドラム27に接触させ、そして、感光体ドラム27を回転させることでフィルミングを防止し、感光体ドラム27の寿命を延ばしている。
【0067】
また、トナーを収容するトナーホッパー34とトナーの供給を受ける現像ローラ31とは、その役割上、一体に構成される場合が多い。現像ユニット17として現像ローラ31とトナーホッパー34とを一体に備えた場合、現像ローラ31は現像ユニット17から露出されなければならない。そのため、現像ローラ31の露出部分と現像ユニット17の筐体との隙間からトナー漏れが発生しないように、シール部材(図示外)によるシーリングが行われる。しかし、頻繁に回転される現像ローラ31に対し常に摺擦されるシール部材は、劣化によりあまり寿命を延ばすことができない。このため、現像ユニット17はしばしば交換が必要となる。ここで、感光体ドラム27と現像ユニット17とが一体に構成されていれば、この現像ユニット17の交換時に感光体ドラム27も一緒に本体ケース2の外に取り出されることになる。すると、感光体ドラム27の表面が光に曝されてしまう。現像ユニット17の交換の度に感光体ドラム27が光に曝されるとなると、感光体ドラム27の寿命は低下してしまう。このような問題を解消するため、レーザプリンタ1では、感光体ドラム27と現像ローラ31とがそれぞれ別のユニットとして構成されており、現像ユニット17の交換の度に感光体ドラム27が取り出されなくても済むようになっている。
【0068】
このようにして感光体ドラム27の寿命が低下する要因を排除して、感光体ドラム27と定着ローラ41との寿命がほぼ同時期となるようにすることで、定着ユニット18として感光体ドラム27と定着ローラ41とを一体に構成することができる。そして、寿命をほぼ同時期としたことで、感光体ドラム27および定着ローラ41の交換時期に、一度の操作でそれぞれを一緒にまとめて交換することができ、利便性が高い。
【0069】
さらに、感光体ドラム27と定着ローラ41とを一体化したことで、レーザプリンタ1のメンテナンスが容易となる。例えば、用紙が感光体ドラム27と転写ローラ30とのニップ部を通過して定着ローラ41と加圧ローラ42とのニップ部へと搬送される際に紙ジャムが発生した場合、通常、搬送ガイド58が本体ケース2内の深部に固定されている場合が多く、利用者は収容部55などから手を突っ込んでジャム処理する必要があった。しかし、レーザプリンタ1では、以下のように、定着ユニット18を本体ケース2から引き出すことができ、利用者は搬送ガイド58等に容易にアクセスすることができる。
【0070】
図4に示すように、背面カバー56を大きく下向きに回動させて開く。そして、ロック部50を背面カバー56と同様に回転させて、定着ユニット18の把持部60に対するロックをはずす。次に、把持部60を把持し、定着ユニット18を本体ケース2の背面より引き出す。すると、感光体ドラム27の軸27aがストッパ61dによる仮固定から解除され、定着ユニット18を本体ケース2の背面方向に水平に引き出すことができる。そして、定着ユニット18の連結部18cの開口部59aが本体ケース2から露出された位置で、軸27aが前側のストッパ61cを乗り越えて一対のストッパ61c間の位置に達し、一対のストッパ61cによる抵抗を受ける。こうして軸27aが一対のストッパ61cに係合されて仮固定されることで、定着ユニット18は、本体ケース2から引き出し状態で保持される。
【0071】
利用者は、この状態で、定着ユニット18の連結部18cの開口部59aより搬送ガイド58にアクセスすることができる。用紙が搬送ガイド58の位置で紙ジャムを発生していれば、利用者は簡単にそのジャム紙を取り除くことができる。そして、ジャム紙を取り除いた後は、引き出した手順と逆の手順にて定着ユニット18を収容部57に収容させればよい。図1に示すように、軸27aが軸ガイド61に案内されてストッパ61dを乗り越えてガイド末端61aに達すれば、ガイド末端61aの位置にてストッパ61dに係合して軸27aが仮固定され、定着ユニット18がその位置に位置決めされる。そして、ロック部50を回動させることで把持部60をロックし、背面カバー56を閉めれば、定着ユニット18を収容部57内に保持することができる。
【0072】
なお、定着ユニット18を本体ケース2から取り外す場合には、図4に示す、定着ユニット18の引き出し状態において、さらに定着ユニット18を引き出す。すると、感光体ドラム27の軸27aがストッパ61cによる仮固定から解除され、さらにスライドしてガイド入口61bに達することができる。そうすれば、定着ユニット18を収容部57から取り出すことができる。そして、定着ユニット18を取り出し可能としたことで、感光体ドラム27や定着ローラ41等への用紙の巻き付きが発生した場合でも、そのジャム処理を容易に行うことができる。
【0073】
以上説明したように、本実施の形態のレーザプリンタ1では、感光体ドラム27と感光体ドラム27よりも寿命の短い現像ユニット17とを別体として構成したので、現像ユニット17の交換の際にも感光体ドラム27を本体ケース2の外に出さなくともよく、感光体ドラム27を光に曝す機会を減らすことができ、感光体ドラム27の寿命を延ばすことができる。また、感光体ドラム27等の表面上に残留するトナーのクリーニングにクリーナレス現像方式を用いたことにより、感光体ドラム27の表面に対して摺擦する部材を使用しないので、感光体ドラム27の寿命を延ばすことができる。これにより、感光体ドラム27と、寿命の長い定着ローラ41とを一体に定着ユニット18として構成することが可能となり、寿命による交換を一度に行え、利便性を高めることができる。
【0074】
また、用紙が感光体ドラム27と転写ローラ30とのニップ部を通過して定着ローラ41と加圧ローラ42とのニップ部へと搬送される際に紙ジャムが発生した場合でも、利用者は、定着ユニット18を本体ケース2から引き出し、開口部59aから手を挿入するだけで搬送ガイド58にアクセスすることができ、ジャム処理を容易に行うことができる。また、定着ローラ41や感光体ドラム27に用紙が巻き付いた場合でも、定着ユニット18を本体ケース2から取り出せるので、ジャム処理を容易に行うことが可能となる。また、定期的に搬送ガイド58等のメンテナンスを行えば、用紙の裏汚れの発生を起きにくくすることができる。
【0075】
また、本体ケース2内に別々に装着される定着ユニット18の感光体ドラム27の軸27aと、現像ユニット17の現像ローラ31の軸31aとが、それぞれ、ガイド末端61aと軸位置ガイド62とで位置決めされるので、互いに最適な位置関係を保たせることができる。
【0076】
また、断熱部材59cによって定着ローラ41から発せられる熱が感光体ドラム27への影響を与えることを阻止することができるので、定着部18bとプロセス部18aとを近づけて配置することができ、レーザプリンタ1の小型化を実現できる。
【0077】
なお、本発明は、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、定着ユニット18の開口部59aの内部に断熱部材59cを設けたが、この開口部59aの内部を冷却用の空気の流路として構成してもよい。図5に示すように、本体ケース2の側面(図中紙面表裏方向の側面)のうち一方の側面に、本体ケース2内の空気を排気するための冷却ファン63を設ける。この冷却ファン63の位置は、定着ユニット18が装着された場合の開口部59aの内部に面する位置であることが好ましい。そして、その冷却ファン63が設けられた側面と対向する他方の側面には、本体ケース2の内部に空気を導入するための空気取り入れ口(図示外)を設ける。
【0078】
これにより、空気取り入れ口から本体ケース2内に空気を取り入れ、開口部59aの内部を通過し、冷却ファン63から排出する空気の流路を形成することができる。このようにすることで、定着ユニット18から断熱部材59cを排除しても、定着ローラ41から発せられる熱が感光体ドラム27に達する前に、空気取り入れ口から冷却ファン63に向かって流れる空気とともに本体ケース2外に排出することができる。
【0079】
なお、冷却ファン63は、上記のように排気を行う排気用のファンでなくともよく、本体ケース2内に吸気を行う吸気用のファンであってもよい。この場合、本体ケース2内を陽圧とすることができ、ほこり等の侵入を防ぐ効果もある。さらに、本体ケース2の一方の側面に吸気用のファン、他方の側面に排気用のファンをそれぞれ設けてもよい。
【0080】
また、定着ユニット18のプロセス部18aでは、感光体ドラム27を挟んで対極となる位置に帯電器29と転写ローラ30とが配置されているが、これらの配置位置は、必ずしも対極となる位置でなくともよい。また、感光体ドラム27と転写ローラ30とのニップ部と、定着ローラ41と加圧ローラ42のニップ部とを接続する搬送ガイド58は必ずしも水平方向に設けられていなくともよく、各ニップ部間にて用紙が搬送されるように設けられていればよい。また、定着ユニット18の着脱は本体ケース2の背面から行ったが、上面あるいは側面から行う構成としてもよい。
【0081】
また、定着ユニット18の収納部57は、定着ユニット18を本体ケース2の内部で保持できればよく、例えばフレームの一部から収納部57の壁面が構成されていてもよい。このとき、制御基板等の本体ケース2内における配置位置によっては収納部57に露出される場合があるが、その場合には制御基板等を鉄板等で覆えば、誤って利用者が触れてしまったりすることを防止することができる。
【0082】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明の画像形成装置では、定着ユニットは像担持体と定着手段とを一体に収容し、現像剤収容部材とは別体に構成されているので、現像剤収容部材の交換時には現像剤収容部材より寿命が長い像担持体および定着手段を交換しなくてもよい。そのため、ランニングコストを低減することが可能となる。また、定着ユニットを交換すると、像担持体と定着手段とを同時に交換できる。また、定着ユニットが着脱可能であるので、紙ジャムが発生した場合には、定着ユニットを取り外すことができ、ジャム処理が容易となる。
【0083】
また、請求項2に係る発明の画像形成装置では、請求項1に係る発明の効果に加え、像担持体と定着手段との間で被記録媒体の搬送の障害が発生した場合、定着ユニットを本体に対し装着位置から移動すれば、開口部から被記録媒体を容易に取り除くことができる。
【0084】
また、請求項3に係る発明の画像形成装置では、請求項1または2に係る発明の効果に加え、現像剤担持体は定着ユニットとは別体に、現像剤収容部材に備えられているので、定着ユニットの交換とは独立に交換することができる。また、現像剤担持体、並びにその周辺に設けられた現像剤シール部材は、現像剤の消費とともに劣化し、形成される画像の品質の劣化や現像剤漏れの原因となるが、本発明の構成により、現像剤収容部材の交換によって新品となるため、形成される画像の品質の劣化や現像剤漏れを防止することができる。
【0085】
また、請求項4に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至3のいずれかに係る発明の効果に加え、現像剤担持体と干渉することなく、本体に着脱することができる。また、このような構成にすることによって、画像形成装置内の深部に配置される場合の多い像担持体を容易に交換することが可能となる。
【0086】
また、請求項5に係る発明の画像形成装置では、請求項4に係る発明の効果に加え、現像剤収容部材の着脱方向が定着ユニットに干渉せず、像担持体と対向する現像剤担持体が像担持体に向かう方向に、現像剤収容部材が装着されるので、像担持体と現像剤担持体との互いの位置決めを行いやすい。また、現像剤収容部材の交換も容易である。
【0087】
また、請求項6に係る発明の画像形成装置では、像担持体と定着手段との間で被記録媒体の搬送の障害が発生した場合、定着ユニットを退出位置に引き出して、筐体の開口部からその被記録媒体を容易に取り除くことができる。
【0088】
また、請求項7に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至6のいずれかに係る発明の効果に加え、定着ユニットに帯電手段を備えたので、定着ユニットを交換するときに寿命の長い帯電手段を一緒に交換することができる。
【0089】
また、請求項8に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至7のいずれかに係る発明の効果に加え、搬送ガイドが定着ユニットに設けられているので、搬送ガイドのメンテナンスを行いやすい。また、搬送ガイドと像担持体および定着手段との位置精度を高めることが容易である。
【0090】
また、請求項9に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至8のいずれかに係る発明の効果に加え、断熱部材が定着手段の熱を遮って像担持体に伝わらないようにすることができるので、像担持体を熱から守り、画像品質を高く保つことができる。また、断熱材で熱を遮るので像担持体と定着手段とを近接配置することができるので、定着ユニットを小型化することができる。
【0091】
また、請求項10に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至8のいずれかに係る発明の効果に加え、前記像担持体と前記定着手段との間の部分は冷却ファンによる空気の流路として構成されているので、定着手段の熱が像担持体に伝わらずに、像担持体を熱から守り、画像品質を高く保つことができる。
【0092】
また、請求項11に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至10のいずれかに係る発明の効果に加え、感光体ドラムの回転軸をガイドする軸ガイドによって、本体内における定着ユニットの位置決めを行うので、感光体ドラムの位置決めの精度がよい。
【0093】
また、請求項12に係る発明の画像形成装置では、請求項1乃至5または7乃至11のいずれかに係る発明の効果に加え、定着手段は発熱するため、その取り扱いが難しいが、本発明の定着ユニットには把持部が設けられているので、定着ユニットを本体から容易に着脱することができる。
【0094】
また、請求項13に係る発明の画像形成装置では、請求項3乃至12のいずれかに係る発明の効果に加え、現像剤像が被記録媒体に転写された後に、像担持体上に残存する現像剤が現像剤担持体によって回収されるので、像担持体上に残存する現像剤を回収するための貯留手段を設ける必要がなく、装置構成の簡易化および装置の小型化を図ることができる。また、このような貯留手段を像担持体に一体に設けた場合には、貯留手段の容量で像担持体の寿命が決まってしまい、定着ユニットの長寿命化が達成できなくなるが、本発明の構成では長寿命化が可能となる。
【0095】
また、請求項14に係る発明の定着ユニットでは、画像形成装置から着脱可能で、像担持体と定着手段とが一体となっているので、定着ユニットを交換する際には像担持体と定着手段とを一括して交換でき、更には、像担持体と定着手段との間の位置に開口部が設けられているので、像担持体と定着手段との間で被記録媒体の搬送の障害が発生した場合、開口部からその被記録媒体を取り除くことができる。
【0096】
また、請求項15に係る発明の定着ユニットでは、請求項14に係る発明の効果に加え、定着ユニットに帯電手段を備えたので、定着ユニットを交換するときに帯電手段を一緒に交換することができ、また、画像形成装置から定着ユニットを取り出して、帯電手段のメンテナンスを行うことができる。
【0097】
また、請求項16に係る発明の定着ユニットでは、請求項14または15に係る発明の効果に加え、搬送ガイドが被記録媒体を像担持体から定着手段へと案内することができ、その搬送ガイドには開口部からアクセスできるので、搬送ガイドのメンテナンスを行いやすい。
【0098】
また、請求項17に係る発明の定着ユニットでは、請求項14乃至16のいずれかに係る発明の効果に加え、把持部が設けられているので、定着ユニットを画像形成装置から着脱しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザプリンタ1の概略的な構成を示す模式図である。
【図2】画像形成部5の概略的な構成を示す模式図である。
【図3】定着ユニット18の斜視図である。
【図4】定着ユニット18の引き出し状態を示す図である。
【図5】冷却ファン63を設けた場合のレーザプリンタ1の構成の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
17 現像ユニット
18 定着ユニット
18b 定着部
27 感光体ドラム
29 帯電器
31 現像ローラ
58 搬送ガイド
59 連結部材
59a 開口部
59c 断熱部材
60 把持部
61 軸ガイド
63 冷却ファン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and a fixing unit in which an image carrier and a fixing unit are integrally formed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a laser printer or a copier, a corona discharge or the like is performed on a photosensitive drum (image carrier) in which a charge generation layer and a charge transport layer are laminated on a base material layer. The electrostatic latent image formed by charging and exposing the photosensitive drum with light such as a laser or an LED is visualized with a developer such as toner to form a developer image, and the developer image is formed. An image is formed by transferring the image on a recording medium such as paper and fixing the image by heating with a fixing device (fixing unit).
[0003]
The photosensitive drum and the fixing device used in such an image forming apparatus are deteriorated by long-term use, and need to be replaced periodically. Further, as described above, since the image formation is performed in the order of development of the electrostatic latent image, transfer of the developer image to the paper, and fixing of the developer image to the paper, frequent replacement due to its configuration. Compared with a toner hopper (developer accommodating member) accommodating a necessary developer, the photosensitive drum is often disposed deep in the apparatus.
[0004]
The service life of the fixing device, the photosensitive drum, and the developer accommodating member are different from each other, that is, the life of the developer accommodating member is usually shorter than that of the fixing device. It depends on the amount and the like. In order to arrange each part separately and arrange it in the apparatus, a housing part and a fixing member are required for each part, which causes problems such as an increase in production cost and a difficulty in downsizing the apparatus. .
For this reason, there is a type in which the photosensitive drum and the developer accommodating member that can be arranged close to each other are configured as an integral unit that can be separated.
[0005]
However, since the photosensitive drum is a component that is easily deteriorated by light irradiation and is easily damaged, it is better to avoid taking out the photoconductor drum and exposing it to outside light every time the developer accommodating member is replaced. Alternatively, as in Patent Literature 1, the fixing device, the photosensitive drum, and the developer accommodating member are integrally formed, and the amount of the developer accommodating in the developer accommodating member is increased so that the entire life is substantially the same. It is also possible. With such a configuration, the chance of exposing the photoconductor drum to external light is reduced, and the life of the photoconductor can be prolonged.
[0006]
On the other hand, the photosensitive drum and the fixing device need to be arranged at a certain distance inside the apparatus in order to reduce the influence of heat generated by the fixing device. Since the sheet on which the toner has been transferred from the surface of the photosensitive drum is transported toward the fixing device, there is a distance, so that a paper jam frequently occurs. As described above, since the fixing device and the photosensitive drum are often arranged deep in the apparatus, in order to eliminate paper jam in such a case, remove the developer accommodating member and remove the photosensitive drum. In addition, if the user reaches the jam paper by further putting a hand in the back of the apparatus, the jam paper can be removed (hereinafter, referred to as “jam processing”) in many cases. In such a case, if the unit includes a developer accommodating member, a photosensitive drum, and a fixing device as in Patent Literature 1, the work of taking out the apparatus from the apparatus can be performed at a time. It is possible to do.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-3-134873
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the developer accommodating member, the photosensitive drum, and the fixing device are configured as an integrated unit as in Patent Literature 1, the unit has the shortest life of the components, that is, the developer accommodating member. If the amount of developer contained is increased to solve this problem, the entire unit is increased in size, and the size of the device for accommodating the unit is also increased. In addition, if the size of the unit is increased, it is difficult to take it out of the apparatus, and there is a problem that it is difficult to perform the jam processing.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an image forming apparatus and a fixing device in which an image carrier and a fixing unit are integrally formed as a unit so as to be easily exchanged and to be easily jammed. The purpose is to provide a unit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the invention according to claim 1, wherein a developer accommodating member accommodating a developer, and a developer accommodating an electrostatic latent image formed thereon and accommodated in the developer accommodating member Image forming apparatus comprising: an image carrier on which a developer image is formed by developing the electrostatic latent image; and fixing means for fixing the developer image transferred from the image carrier to a recording medium. An apparatus, comprising at least the image carrier and the fixing unit, a fixing unit detachably provided to the main body, the developer accommodating member is attached to the main body independently of the fixing unit. It is characterized by being detachable.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the invention, the image forming apparatus further includes a fixing unit provided at a position between the image carrier and a fixing unit housed in a housing of the fixing unit. An opening is provided on the upper surface of the housing.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the developer accommodating member is disposed to face the image carrier, and carries the developer. And a developer carrier to be supplied to the image carrier.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the fixing unit is arranged when the fixing unit is mounted on the main body. It is characterized in that it is attached to and detached from the main body from the side of the body.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the developer accommodating member is attached to and detached from the main body from a side opposite to a side where the fixing unit is attached and detached. It is characterized by being mounted as possible.
[0015]
An image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is an image forming apparatus, wherein an electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed by a developer to form a developer image. An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes a developer image transferred from a carrier onto a recording medium, wherein the fixing unit includes at least the image carrier and the fixing unit; and An opening is provided on an upper surface of the housing corresponding to a position between the image carrier housed in the housing and the fixing unit, and the fixing unit includes a developer formed on the image carrier. The housing is movably provided between a transfer position where an image is transferred to a recording medium and a retreat position where an opening of the housing is exposed outside the main body.
[0016]
An image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the fixing unit faces the image carrier and charges the image carrier. Charging means for performing the following.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the image forming apparatus is provided at a position between the image carrier and the fixing unit in the fixing unit. A transport guide for guiding the recording medium onto which the developer image has been transferred from the image carrier to the fixing unit.
[0018]
An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the fixing unit connects and holds the image carrier and the fixing unit. And a heat insulating member provided on the connecting member for blocking heat from the fixing unit so as not to be transmitted to the image carrier.
[0019]
An image forming apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a side surface of the main body facing in a direction orthogonal to a mounting / detaching direction of the fixing unit. A cooling fan for cooling the inside of the main body, and when the fixing unit is mounted on the main body, a portion between the image carrier and the fixing unit is a recording medium conveyed between the two. The cooling fan is configured as an air flow path for the air to move in a direction orthogonal to the transport direction of the recording medium and along the surface direction of the recording medium.
[0020]
An image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the image carrier is a rotatable photosensitive drum, and the fixing member is mounted on the main body. When the unit is mounted, an axial guide is provided for guiding both ends of the rotating shaft of the photosensitive drum and guiding the fixing unit to a mounting position.
[0021]
An image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fifth or seventh to eleventh aspects. A grip portion that can be gripped when attaching and detaching from the device is provided.
[0022]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, in addition to the configuration of the third aspect, a developer image carried on the image carrier is transferred to a recording medium. Later, the developer remaining on the image carrier is recovered by the developer carrier.
[0023]
In the fixing unit according to the invention, an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer image obtained by developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer are transferred. A fixing unit for fixing the recording medium, the fixing unit being configured to be detachable from the image forming apparatus, and a position between the image carrier and the fixing unit in a housing of the fixing unit. Is provided.
[0024]
A fixing unit according to a fifteenth aspect of the present invention includes, in addition to the configuration of the fourteenth aspect, a charging unit that faces the image carrier and charges the image carrier.
[0025]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in addition to the structure of the fourteenth or fifteenth aspect, the fixing unit is provided at a position between the image bearing member and the fixing means, and is provided with a developing device. A transport guide for guiding the recording medium onto which the agent image has been transferred to the fixing unit is provided.
[0026]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the fourteenth to sixteenth aspects, the fixing unit can be gripped by the fixing unit when detaching from the image forming apparatus. A grip is provided.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus and a fixing unit embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, an overall configuration of a laser printer 1 as an example of an image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the laser printer 1.
[0028]
As shown in FIG. 1, the laser printer 1 includes a
[0029]
The paper on which printing is performed (the transport path in the
[0030]
A
[0031]
Next, similarly to the
[0032]
The
[0033]
Next, a configuration near the
[0034]
As shown in FIG. 1, the
[0035]
Next, the developing
[0036]
The developing
[0037]
The
[0038]
Further, the
[0039]
The
[0040]
Next, the fixing
[0041]
The
[0042]
The scorotron-
[0043]
A
[0044]
As shown in FIG. 3, the
[0045]
As shown in FIG. 2, a fixing
[0046]
A connecting
[0047]
Further, as shown in FIG. 2, above the
[0048]
Further, a
[0049]
As shown in FIG. 1, when the fixing
[0050]
On the other hand, the
[0051]
Further, a
[0052]
Next, the operation of the laser printer 1 during printing will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, in the laser printer 1, a drive motor (not shown) is driven based on reception of print data from a host computer (not shown). At this time, cleaning of the toner remaining on the surface of the
[0053]
In the laser printer 1 of the present embodiment, a cleanerless developing method is employed for cleaning the
[0054]
That is, in the cleanerless developing method, after the transfer, the surface of the
[0055]
According to such a cleanerless developing method, a waste toner storing section for collecting and storing the transfer residual toner can be eliminated. For this reason, the fixing
[0056]
In the present embodiment, the developing
[0057]
Further, in the laser printer 1, since a substantially spherical polymerized toner having good fluidity is used as the toner, an efficient recovery of the transfer residual toner by the cleanerless developing method is achieved while forming a good image. are doing.
[0058]
After this process is performed, as shown in FIG. 1, the paper is picked up by the frictional force between the rotating paper feed roller 8 and sent to the
[0059]
On the other hand, as shown in FIG. 2, in the
[0060]
The surface potential of the
[0061]
Here, the toner supplied from the
[0062]
When the paper passes between the
[0063]
The sheet on which the toner has been transferred is conveyed to the fixing
[0064]
As shown in FIG. 1, the sheet on which the toner has been heated and fixed by pressure is conveyed on
[0065]
In general, the number of durable printed sheets on the photosensitive drum is, for example, about 20,000 sheets of A4 paper. On the other hand, the usable number of prints of the fixing roller having a built-in halogen lamp is as large as about 50,000 sheets, and the so-called service life varies. This is because the surface of the
[0066]
In the cleaning of the
[0067]
Further, in many cases, the
[0068]
In this way, by eliminating the cause of the shortening of the life of the
[0069]
Further, by integrating the
[0070]
As shown in FIG. 4, the
[0071]
In this state, the user can access the
[0072]
When removing the fixing
[0073]
As described above, in the laser printer 1 of the present embodiment, the
[0074]
Further, even when a paper jam occurs when the paper is conveyed to the nip between the fixing
[0075]
Also, the
[0076]
Further, since the heat generated from the fixing
[0077]
It goes without saying that the present invention can be variously modified. For example, although the
[0078]
Accordingly, air can be taken into the
[0079]
The cooling
[0080]
Further, in the
[0081]
The
[0082]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to the first aspect of the invention, the fixing unit houses the image carrier and the fixing unit integrally and is configured separately from the developer housing member. When the developer accommodating member is replaced, it is not necessary to replace the image carrier and the fixing unit having a longer life than the developer accommodating member. Therefore, running costs can be reduced. When the fixing unit is replaced, the image carrier and the fixing unit can be replaced at the same time. Further, since the fixing unit is detachable, when the paper jam occurs, the fixing unit can be removed, and the jam processing becomes easy.
[0083]
Further, in the image forming apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, when a conveyance failure of the recording medium occurs between the image carrier and the fixing unit, the fixing unit is moved. If the recording medium is moved from the mounting position with respect to the main body, the recording medium can be easily removed from the opening.
[0084]
In the image forming apparatus according to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect, the developer carrier is provided in the developer accommodating member separately from the fixing unit. Can be replaced independently of the replacement of the fixing unit. Further, the developer carrier and the developer seal member provided around the developer carrier deteriorate with the consumption of the developer, which causes deterioration of the quality of the formed image and leakage of the developer. Accordingly, the new developer accommodating member is replaced with a new one, so that it is possible to prevent deterioration of the quality of the formed image and leakage of the developer.
[0085]
Further, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, in addition to the effects of the first aspect, the image forming apparatus can be attached to and detached from the main body without interfering with the developer carrier. With such a configuration, it is possible to easily replace an image carrier that is often disposed in a deep part in the image forming apparatus.
[0086]
Further, in the image forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the fourth aspect, the developer carrying member facing the image carrying member without the mounting / removing direction of the developer accommodating member interfering with the fixing unit. Since the developer accommodating member is mounted in a direction toward the image carrier, the image carrier and the developer carrier can be easily positioned with respect to each other. Further, replacement of the developer accommodating member is easy.
[0087]
Further, in the image forming apparatus according to the present invention, in the event that a failure in conveyance of the recording medium occurs between the image carrier and the fixing unit, the fixing unit is pulled out to the retreat position, and the opening of the housing is opened. , The recording medium can be easily removed.
[0088]
Further, in the image forming apparatus according to the seventh aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect, the charging unit is provided in the fixing unit. The charging means can be exchanged together.
[0089]
In the image forming apparatus according to the eighth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, the transport guide is provided in the fixing unit, so that the maintenance of the transport guide can be easily performed. Further, it is easy to increase the positional accuracy between the transport guide, the image carrier, and the fixing unit.
[0090]
In the image forming apparatus according to the ninth aspect, in addition to the effects of the first aspect, the heat insulating member may prevent heat from the fixing unit from being transmitted to the image carrier. Therefore, the image carrier can be protected from heat and the image quality can be kept high. Further, since the heat is blocked by the heat insulating material, the image carrier and the fixing unit can be arranged close to each other, so that the fixing unit can be downsized.
[0091]
Further, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, in addition to the effects of the first aspect, the portion between the image bearing member and the fixing unit may be an air flow by a cooling fan. Since it is configured as a path, the heat of the fixing unit is not transmitted to the image carrier, but the image carrier can be protected from the heat, and the image quality can be kept high.
[0092]
In the image forming apparatus according to the eleventh aspect, in addition to the effects of the invention according to any one of the first to tenth aspects, in addition to the positioning of the fixing unit in the main body, the shaft guide guides the rotating shaft of the photosensitive drum. Therefore, the positioning accuracy of the photosensitive drum is high.
[0093]
In the image forming apparatus according to the twelfth aspect, in addition to the effects of the first to fifth or seventh to eleventh aspects, since the fixing unit generates heat, it is difficult to handle the fixing unit. Since the fixing unit is provided with the grip, the fixing unit can be easily attached to and detached from the main body.
[0094]
Further, in the image forming apparatus according to the thirteenth aspect, in addition to the effects of the third aspect, the developer image remains on the image carrier after being transferred to the recording medium. Since the developer is collected by the developer carrier, there is no need to provide a storage unit for collecting the developer remaining on the image carrier, and the apparatus configuration can be simplified and the apparatus can be downsized. . Further, when such a storage unit is provided integrally with the image carrier, the life of the image carrier is determined by the capacity of the storage unit, and it is impossible to achieve a longer life of the fixing unit. With the configuration, the life can be extended.
[0095]
In the fixing unit according to the fourteenth aspect of the present invention, since the image carrier and the fixing unit are detachable from the image forming apparatus and the image carrier and the fixing unit are integrated, when the fixing unit is replaced, the image carrier and the fixing unit are replaced. Can be replaced in a lump, and furthermore, since an opening is provided at a position between the image carrier and the fixing means, there is an obstacle in transporting the recording medium between the image carrier and the fixing means. When this occurs, the recording medium can be removed from the opening.
[0096]
Further, in the fixing unit of the invention according to claim 15, in addition to the effect of the invention according to claim 14, since the fixing unit is provided with charging means, it is possible to exchange the charging means together when replacing the fixing unit. Further, the fixing unit can be taken out of the image forming apparatus and maintenance of the charging unit can be performed.
[0097]
In the fixing unit according to the sixteenth aspect of the invention, in addition to the effects of the invention according to the fourteenth or fifteenth aspect, the transport guide can guide the recording medium from the image carrier to the fixing means. Can be accessed from the opening, making maintenance of the transport guide easy.
[0098]
In the fixing unit according to the seventeenth aspect, in addition to the effects of the invention according to any one of the fourteenth to sixteenth aspects, the fixing unit is easily attached to and detached from the image forming apparatus because the grip unit is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser printer 1. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an
3 is a perspective view of the fixing
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the fixing
FIG. 5 is a schematic diagram showing a modification of the configuration of the laser printer 1 when a cooling
[Explanation of symbols]
1 Laser printer
17 Developing unit
18 Fixing unit
18b fixing section
27 Photoconductor drum
29 Charger
31 Developing roller
58 Transport Guide
59 Connecting member
59a opening
59c heat insulation material
60 gripper
61 axis guide
63 Cooling fan
Claims (17)
少なくとも前記像担持体と前記定着手段とを収容し、本体に対して着脱可能に設けられた定着ユニットを備え、
前記現像剤収容部材は、前記定着ユニットと独立して本体に着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。An image in which a developer accommodating member accommodating a developer and an electrostatic latent image are formed and the developer image is formed by developing the electrostatic latent image with the developer accommodating in the developer accommodating member An image forming apparatus comprising: a carrier; and a fixing unit configured to fix a developer image transferred from the image carrier to a recording medium,
A fixing unit that accommodates at least the image carrier and the fixing unit and is provided detachably with respect to the main body;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer accommodating member is detachable from a main body independently of the fixing unit.
少なくとも前記像担持体と前記定着手段とを収容した定着ユニットと、
前記定着ユニットの筐体に収容された前記像担持体および前記定着手段の間の位置にあたる前記筐体の上面には開口された開口部とを備え、
前記定着ユニットは、前記像担持体に形成された現像剤像を被記録媒体に転写する転写位置と、前記筐体の開口部が本体外に露出される退出位置との間を移動可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。An image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer image is formed by developing the electrostatic latent image with a developer; and a developer image transferred from the image carrier on a recording medium. Fixing means for fixing, the image forming apparatus,
A fixing unit containing at least the image carrier and the fixing unit,
An opening that is opened on an upper surface of the housing, which is located between the image carrier and the fixing unit housed in the housing of the fixing unit;
The fixing unit is provided so as to be movable between a transfer position where a developer image formed on the image carrier is transferred to a recording medium and a retreat position where an opening of the housing is exposed outside the main body. An image forming apparatus, comprising:
前記像担持体と前記定着手段とを連結して保持するための連結部材と、
前記連結部材に設けられ、前記定着手段の熱を遮って前記像担持体に伝わらないようにするための断熱部材とを備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。The fixing unit includes:
A connecting member for connecting and holding the image carrier and the fixing unit,
The image according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a heat insulating member provided on the connecting member, for preventing heat of the fixing unit from being transmitted to the image carrier. Forming equipment.
前記定着ユニットが前記本体に装着されたとき、前記像担持体と前記定着手段との間の部分は、両者間を搬送される被記録媒体の搬送方向と直交し、かつ、その被記録媒体の面方向に沿う方向に、前記冷却ファンにより空気が移動するための空気の流路として構成されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。A cooling fan for cooling the inside of the main body is provided on a side surface of the main body facing in a direction perpendicular to the mounting / detaching direction of the fixing unit,
When the fixing unit is mounted on the main body, a portion between the image carrier and the fixing unit is orthogonal to a conveying direction of a recording medium conveyed therebetween, and The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the image forming apparatus is configured as an air flow path through which air is moved by the cooling fan in a direction along a plane direction.
定着ユニットの筐体における前記像担持体と前記定着手段との間の位置に設けられた開口部を備えたことを特徴とする定着ユニット。An image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and fixing means for fixing a recording medium onto which a developer image obtained by developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer is transferred. A fixing unit configured to be detachable from the image forming apparatus,
A fixing unit, comprising: an opening provided at a position between the image carrier and the fixing unit in a housing of the fixing unit.
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