JP2020060743A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ベルト又は感光体ドラムからなる像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写部と、該転写部よりも上側に配置され、記録媒体に転写されたトナー像を加熱及び加圧して定着させる定着ユニットと、該定着ユニットの側面に対向する対向壁を有する本体ステーとを備え、該対向壁には上記定着ユニットを位置決めする位置決め部が設けられた画像形成装置において、定着ユニットからの伝熱により本体ステーの下端部の温度が上昇して、該下端部付近に配置された機器の機能が損なわれるのを防止する。【解決手段】本体ステー２３における位置決め部２３ｄ，２３ｅよりも下側には、定着ユニットから該位置決め部２３ｄ，２３ｅを介して該本体ステー２３に伝わった熱の伝達を遮断する欠損部２３ｋが設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置では、像担持体に担持されたトナー像を転写部にて記録媒体に転写した後、当該トナー像を定着部にて加熱及び加圧して記録媒体に定着させる。像担持体は、直接転写方式の場合には感光体ドラムにより構成され、中間転写方式の場合には中間転写ベルトにより構成される。

この種の画像形成装置では、定着部がユニット化されて画像形成装置本体に対して着脱可能に構成される場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、定着ユニットは画像形成装置本体内に設けられた板金製の本体ステーに位置決めして固定される。

本体ステーには、位置決め用の一対の係合孔が形成されている。定着ユニットの装着側面には、各係合孔に係合する位置決め片（特許文献１の図４及び図６参照）が突設されている。

定着ユニットの下方には、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラーが設けられている。駆動ローラーは中間転写ベルトを挟んで転写ローラーに対向して配置されている。中間転写ベルトと転写ローラーとの当接部が転写ニップとして機能する。

また、駆動ローラーの近傍にはクリーニング装置が設けられる場合がある。クリーニング装置は、中間ベルトの表面に付着した残トナーを廃トナーとして回収する廃トナー部を有している。

特開２０１７−１２９７１８号公報

定着ユニットは、定着ローラーを加熱するヒーターを有しているので印刷時にはかなり高温になる。定着ユニットで発生した熱は、位置決め片を介して本体ステーに伝わる。本体ステーに伝わった熱は、熱伝導により放射状に広がってその一部が本体ステーの下端部に伝わる。このため、本体ステーの下端部が高温になって、該下端部の周辺に配置された機器（廃トナー部や中間転写ベルトの駆動ローラー等）の温度が上昇する。この結果、廃トナー部内のトナーが融着したり、駆動ローラーの表面に付着した飛散トナーが溶着したりして機器の故障を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着ユニットからの伝熱により本体ステーの下端部の温度が上昇して、該下端部付近に配置された機器の機能が損なわれるのを防止することにある。

本発明に係る画像形成装置は、転写ベルト又は感光体ドラムからなる像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写部と、該転写部よりも上側に配置され、記録媒体に転写されたトナー像を加熱及び加圧して定着させる定着ユニットと、該定着ユニットの側面に対向する対向壁を有する本体ステーとを備え、該対向壁には上記定着ユニットを位置決めする位置決め部が設けられている。

そして、上記本体ステーにおける上記位置決め部よりも下側には、上記定着ユニットから該位置決め部を介して該本体ステーに伝わった熱の伝達を遮断する欠損部が設けられている。

本発明によれば、定着ユニットからの伝熱により本体ステーの下端部の温度が上昇して、該下端部付近に配置された機器の機能が損なわれるのを防止することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、廃トナー部を含むクリーニング装置の周辺を拡大して示す拡大図である。 図３は、定着ユニットを示す外観斜視図である。 図４は、画像形成装置の右側カバーを取外した状態を示す外観斜視図である。 図５は、画像形成装置のフレーム構成を示す前方斜め右側から見た斜視図である。 図６は、本体ステーの後端部を拡大して示す拡大図である。 図７は、定着ユニットの支持板金が本体ステーに係合固定された状態を示す概略図である。 図８は、図７のVIII方向矢視図である。 図９は、本体ステーをユニット装着面から見た概略図である。 図１０は変形例１を示す図９相当図である。 図１１は変形例２を示す図９相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置１の前側、後側（図１の紙面垂直方向の手前側、奥側）を意味し、左側、右側は、画像形成装置１を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。

上記画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Ｐ（記録媒体）に転写形成する。

画像形成部３の下側には、レーザー光を照射する露光装置４が配置され、画像形成部３の上側には、中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、左右方向に間隔を空けて並ぶ駆動ローラー１８と従動ローラー１９とに掛け回されている。駆動ローラー１８は二次転写ローラー１６に対向する対向ローラーに相当する。

露光装置４の下側には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の左側には、手差し給紙部７が配置されている。中間転写ベルト５の右側且つ上側には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着ユニット８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着ユニット８（定着部）で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

画像形成部３は、中間転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の左側には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、一次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の右側には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部１５が配置されている。

各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一定に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データーに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着ユニット８の下側に中間転写ベルト５と当接した状態で配置された二次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを二次転写ローラー１６と中間転写ベルト５とで挟持し、二次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようになっている。そうして、二次転写ローラー１６と中間転写ベルト５とが転写部を構成している。

中間転写ベルト５の上側にはクリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、中間転写ベルト５の表面に付着した残トナー（記録紙Ｐに転写されずにベルト表面に残ったトナー）を除去する。

定着ユニット８は、定着ローラー８１と加圧ローラー８２とを備えてユニット化されている。加圧ローラー８２は定着ローラー８１に圧接されている。これら定着ローラー８１と加圧ローラー８２とにより記録紙Ｐを挟持して加圧しながら加熱し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようになっている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着ユニット８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

［クリーニング装置３０の構成］
図２は、クリーニング装置３０の拡大断面図である。クリーニング装置３０は、中間転写ベルト５の上側における二次転写ローラー１６側の端部に設けられている。

クリーニング装置３０はクリーニング部材３１と廃トナー部３２とを有している。クリーニング部材３１は、先端部が中間転写ベルト５の上面に当接するブレードで構成されている。クリーニング部材３１は、中間転写ベルト５の幅方向（画像形成装置１の前後方向）の全体に亘って延設されている。クリーニング部材３１は、中間転写ベルト５の上面に付着した残トナーを 掻き取って除去する。尚、クリーニング部材３１は、ブレードに限ったものではなく、例えば中間転写ベルト５の上面に摺接する摺接ローラー等であってもよい。

廃トナー部３２は、クリーニング部材３１の上側に隣接して設けられている。廃トナー部３２は、前後方向に延びる搬送スクリュー３４を収容する樹脂製のハウジング３３を有している。上記クリーニング部材３１は、ブラケット３５を介してハウジング３３に取付けられている。そして、クリーニング部材３１により掻きき取られたトナーは、廃トナー部３２内に導入された後、搬送スクリュー３４により不図示の廃トナータンクに排出される。

［廃トナー部３２の空気冷却］
図２を参照して、廃トナー部３２の空気冷却用の構造について説明する。画像形成装置１のケーシング２の側壁には、該ケーシング２内の冷却を図るべく送風ファン２４が設けられており、本実施形態では、この送風ファン２４により機外から導入された空気を廃トナー部３２の冷却にも利用（兼用）するようにしている。

送風ファン２４は、ケーシング２内にて前後方向に延びる風路２５の一端（後端）に配置されている。送風ファン２４が作動することにより風路２５内に空気が流通する。この風路２５は上記本体ステー２３と風路形成部材２６とによって形成されている。風路形成部材２６は、前後方向に延びるとともに右側に開放する樹脂部材からなる。

風路形成部材２６の下端部には通風孔２６ａが形成されている。通風孔２６ａは、風路２５内の空間とその外側の廃トナー部３２側の空間とを連通させる。そして、風路２５内を流れる空気の一部は、通風孔２６ａを通って廃トナー部３２側に導かれる。そうして、廃トナー部３２は、通風孔２６ａから廃トナー部３２側に流通した空気流によって冷却される。

［定着ユニット及び本体ステーの構成］
図３に示すように、定着ユニット８は、定着ローラー８１及び加圧ローラー８２を内部に収容するハウジング８３を有している。ハウジング８３は、前後方向に長い矩形箱状に形成されている。ハウジング８３は、その長手方向（前後方向）が略水平になる状態で本体ステー２３に装着される。ハウジング８３の長手方向の両端部からはそれぞれ位置決め片８４ａが突出している。この位置決め片８４ａは、定着ローラー８１の両端を支持する各支持板金８４（図７参照）に形成されている。

図４及び図５に示すように、画像形成装置１のケーシング２内には、定着ユニット８を固定するための本体ステー２３が設けられている。本体ステー２３は、樹脂等に比べて熱伝導率が高い高熱伝導性部材であり且つ放射率が低い低放射率部材であることが好ましく、本実施形態では本体ステー２３は例えばアルミ材料により構成されている。

本体ステー２３は前後方向（定着ユニット８の長手方向と同方向）に延設された板金部材からなる。本体ステー２３の前後方向の両端部はそれぞれ、前側フレーム板２１及び後側フレーム板２２（フレーム部材）に連結固定されている。

図６に示すように、本体ステー２３の前端部及び後端部には、前側フレーム板２１及び後側フレーム板２２に面接触により当接する二つの折曲げ片２３ｆ,２３ｇ（当接片）が形成されている。本体ステー２３における二つの折曲げ片２３ｆ，２３ｇの間には、各フレーム板２１，２２に形成された連結孔（図示省略）に係合する矩形状の係合片２３ｊが形成されている。尚、図６では、本体ステー２３の後端部のみ示すが前端部も同様の構成である。

各折曲げ片２３ｆ，２３ｇには取付孔２３ｈ，２３ｉが形成されている。本体ステー２３は、この取付孔２３ｈ，２３ｉに挿通された螺子により各フレーム板２１，２２に固定されている。

そして、本体ステー２３には、定着ユニット８の各位置決め片８４ａに係合する一対の係合孔２３ｄ，２３ｅ（図４及び図５参照）が形成されている。

一対の係合孔２３ｄ，２３ｅは、本体ステー２３の前後方向の両端部に形成されている。後側の係合孔２３ｄの幅は、位置決め片８４ａの厚さ（前後方向の厚さ）と同程度かそれよりもやや小さく設定されている。前側の係合孔２３ｅの幅は、位置決め片８４ａの前後方向の厚さよりもやや大きめに設定されている。そうして、前側の係合孔２３ｅで定着ユニット８の温度上昇による前後方向の伸びを吸収しつつ、後側の係合孔２３ｄで定着ユニット８の前後方向位置を規制している。一対の係合孔２３ｄ，２３ｅは、定着ユニット８の位置決めを行う位置決め部に相当する。

図７は、定着ローラー８１の後端部を支持する支持板金８４に形成された位置決め片８４ａと、本体ステー２３の係合孔２３ｄとが係合した状態を示している。

本体ステー２３は、上下方向に延びる鉛直板部２３ａと、鉛直板部２３ａの上端縁から水平に突出する上側水平部２３ｂと、鉛直板部２３ａの下端縁に接続された下側Ｌ字部２３ｃとを有している。一対の係合孔２３ｄ，２３ｅ（図７では一方の係合孔２３ｄのみを示す）は鉛直板部２３ａに形成されている。鉛直板部２３ａは、定着ユニット８に対向する対向壁に相当する。

図８は図７のVIII方向矢視図である。この図に示すように、位置決め片８４ａは、突出方向の先端側から見て中央部が台形状に屈曲している。そして、位置決め片８４ａは、先端側から見て、上下方向の両端部と中央部との三箇所で係合孔２３ｄの内側面に当接している。

図７及び図８中の太線矢印は伝熱経路を示している。定着ローラー８１内のヒーター８１ａ（加熱部）にて発生した熱は支持板金８４に伝達される。支持板金８４は上述のように位置決め片８４ａにて本体ステー２３に連結されている。このため、ヒーター８１ａから支持板金８４に伝達した熱は、位置決め片８４ａを通じて本体ステー２３に伝達される。伝達された熱が、本体ステー２３の下端部（下側Ｌ字部２３ｃ）に伝わると、下端部の周辺に配置された機器（クリーニング装置３０や駆動ローラー１８）が破損する虞がある。

この問題を防止するべく、本体ステー２３には、定着ユニット８から該本体ステー２３に伝わった熱の伝達を遮断するスリット孔２３ｋ（欠損部の一例）が設けられている。

図９に示すように、スリット孔２３ｋは、本体ステー２３の鉛直板部２３ａに形成されている。スリット孔２３ｋは、前後方向（鉛直板部２３ａの幅方向）に長い矩形状に形成されている。スリット孔２３ｋは、鉛直板部２３ａおける一対の係合孔２３ｄ（位置決め部）よりも下側に形成されている。スリット孔２３ｋは、鉛直板部２３ａの前後方向（幅方向）の全体に亘って延設されている。

スリット孔２３ｋの前後方向の両端部は、一対の係合孔２３ｄ，２３ｅの直下又は直下よりも外側に位置していることが好ましい。本実施形態では、スリット孔２３ｋの前後方向の両端部は、各係合孔２３ｄ，２３ｅの直下よりも外側であって鉛直板部２３ａの前後方向の両端縁の近傍に位置している。

［作用効果］
以上説明したように、本実施形態では、本体ステー２３における一対の係合孔２３ｄよりも下側にスリット孔２３ｋを形成するようにしている。

これによれば、定着ユニット８から本体ステー２３に伝わった熱の伝達経路（図７及び図８参照）がスリット孔２３ｋによって遮断される。したがって、スリット孔２３ｋよりも下側には熱が伝達しなくなるので、本体ステー２３の下端部の温度上昇を抑制することができる。この結果、本体ステーの下端部の周辺に配置されたクリーニング装置３０（廃トナー部３２）や駆動ローラー１８の温度上昇を抑制することができる。延いては、廃トナー部３２内のトナーが融着したり、駆動ローラー１８の表面に付着した飛散トナーが融着したりして機器が故障するのを防止することができる。

また、スリット孔２３ｋは、定着ユニット８の長手方向（前後方向）と同方向に延びて本体ステー２３の前後方向の略全体に亘って形成されている。

この構成によれば、熱源である定着ユニット８から発生する熱を、本体ステー２３の前号方向の略全域において遮断することができる。

そして、スリット孔２３ｋの前後方向の両端縁は、一対の係合孔２３ｄ，２３ｅの外側に位置しているので、定着ユニット８の一対の位置決め片８４ａ（係合孔２３ｄ，２３ｅ）と本体ステー２３の下端部との間の伝熱経路をスリット孔２３ｋによって確実に遮断することができる。

また、本体ステーの２３前後方向の両端部は、画像形成装置１の前側フレーム板２１及び後側フレーム板２２に当接して固定されており、本体ステー２３はアルミ材料により構成され、各フレーム板２１，２２は鉄材料により構成されている。このように、本体ステー２３及び各フレーム板２１，２２を共に樹脂等に比べて熱伝導性が高い部材で構成することで、定着ユニット８から本体ステー２３に伝わった熱を各フレーム板２１，２２に逃がすことができる。よって、定着ユニット８からの熱が本体ステー２３の下端部に伝達される前に、各フレーム板２１，２２に熱を逃がして本体ステー２３の下端部の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、本体ステー２３を構成するアルミ部材は樹脂等に比べて放射率も低いので、本体ステー２３が定着ユニット８から受ける放射伝熱量を低く抑えることができる。よって、本体ステー２３の下端部の温度上昇を可及的に抑制することができる。

《変形例１》
図１０は変形例１を示す図９相当図である。この変形例１では、本体ステー２３における一対の係合孔２３ｄ，２３ｅの下側に設けられる欠損部の構成が上記実施形態とは異なっている。

すなわち、本変形例１では、欠損部は前後方向に延びる矩形状のスリット孔２３ｋにより構成されているのに対して、本変形例１では、欠損部は前後方向の一側（図１０の例では後側）に開放する切欠部２３ｍにより構成されている。

この構成によれば、上記実施形態に比べて熱の遮断領域を広くとることができる。よって、上記実施形態と同様の作用効果をさらに確実に得ることができる。

《変形例２》
図１１は変形例２を示す図９相当図である。この変形例２では、本体ステー２３に設けられる欠損部の構成が上記実施形態及び変形例１とは異なっている。

すなわち、本変形例２では、欠損部は、前後方向に並ぶ複数（本実施形態では三つ）のスリット孔２３ｋにより構成されている。

この構成によれば、本体ステー２３の強度を確保しつつ実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

《他の実施形態》
上記各実施形態では、各感光体ドラム１１の表面のトナー像を中間転写ベルト５に一次転写した後に記録紙Ｐに二次転写する中間転写方式を採用するようにしているが、これに限ったものではなく、感光体ドラム１１の表面のトナー像を記録紙Ｐに直接転写する直接転写方式を採用するようにしてもよい。この場合、感光体ドラム１１が像担持体として機能する。また感光体ドラム１１の数は一つであってもよい。

また、上記各実施形態では、廃トナー部３２は廃トナーを搬送スクリュー３４により軸方向に搬送するように構成されているが、これに限ったものではない。廃トナー部３２は、搬送スクリュー３４を有さず廃トナーを単に蓄積するだけでもよい。

以上説明したように、本発明は画像形成装置について有用である。

１ ：画像形成装置
５ ：中間転写ベルト（転写ベルト、像担持体）
８ ：定着ユニット（定着ユニット）
１６ ：二次転写ローラー（転写部）
２１ ：前側フレーム板（フレーム部材）
２２ ：後側フレーム板（フレーム部材）
２３ ：本体ステー
２３ａ ：鉛直板部（対向壁）
２３ｄ ：係合孔（位置決め部）
２３ｅ ：係合孔（位置決め部）
２３ｆ ：折曲げ片（当接片）
２３ｇ ：折曲げ片（当接片）
２３ｋ ：スリット孔（欠損部）
２３ｍ ：切欠部（欠損部）
８１ ：定着ローラー
８１ａ ：ヒーター（加熱部）
８２ ：加圧ローラー
８３ ：ハウジング
８４ ：支持板金
８４ａ ：位置決め片

Claims (8)

1. 転写ベルト又は感光体ドラムからなる像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写部と、該転写部よりも上側に配置され、記録媒体に転写されたトナー像を加熱及び加圧して定着させる定着ユニットと、該定着ユニットの側面に対向する対向壁を有する本体ステーとを備え、該対向壁には上記定着ユニットを位置決めする位置決め部が設けられた画像形成装置であって、
   上記本体ステーにおける上記位置決め部よりも下側には、上記定着ユニットから該位置決め部を介して該本体ステーに伝わった熱の伝達を遮断する欠損部が設けられている、画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記定着ユニットは、長手方向が略水平になる状態で上記本体ステーに装着されるように構成され、
   上記本体ステーは、上記定着ユニットの長手方向と同方向に延設されており、
   上記欠損部は、上記位置決め部よりも下側において、上記本体ステーの延設方向の略全体に亘って延びるスリット孔からなる、画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記定着ユニットは、長手方向が略水平になる状態で上記本体ステーに装着されるように構成され、
   上記本体ステーは、上記定着ユニットの長手方向と同方向に延設されており、
   上記欠損部は、上記位置決め部よりも下側において、上記本体ステーの延設方向の全体に亘って延びると共に該延設方向の一側に開放する切欠部からなる、画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記定着ユニットは、長手方向が略水平になる状態で上記本体ステーに装着されるように構成され、
   上記本体ステーは、上記定着ユニットの長手方向と同方向に延設されており、
   上記欠損部は、上記位置決め部よりも下側において、上記本体ステーの延設方向に並ぶ複数のスリット孔からなり、
   上記複数のスリット孔は、上記本体ステーの延設方向の全体に亘って配置されている、画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記定着ユニットは、長手方向が略水平になる状態で上記本体ステーに装着されるように構成され、
   上記本体ステーは、上記定着ユニットの長手方向と同方向に延設されており、
   上記本体ステーの延設方向の両端部は、当該画像形成装置のフレーム部材に当接して固定され、
   上記本体ステー及び上記フレーム部材は、樹脂に比べて熱伝導率が高い高熱伝導性部材からなる、画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   上記本体ステーの延設方向の両端部には、上記フレーム部材に対して面接触により当接する当接片が形成されている、画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記定着ユニットは、加熱部により加熱される定着ローラーと、定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、定着ローラーの両端を支持する板金部材とを有し、
   上記定着ユニットの側面からは、上記板金部材の一部により構成された位置決め片が突出しており、
   上記位置決め部は上記位置決め片に係合する係合孔からなる、画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記本体ステーは、樹脂に比べて放射率が低い低放射率部材からなる、画像形成装置。

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