JP2020060743A - 画像形成装置 - Google Patents

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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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