JP4474178B2

JP4474178B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4474178B2
Application number: JP2004054900A
Authority: JP
Inventors: 賢治二宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005242213A

Description

本発明は、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能としたプロセスカートリッジと、記録媒体に形成した未定着像を、定着ニップ部を形成する第１と第２の定着部材を有する定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

１）プロセスカートリッジについて
従来、例えば、転写式電子写真プロセスを用いた電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という）は、一様に帯電させた像担持体（以下、感光体ドラムという）に選択的な露光を行うことで感光体ドラム上に潜像を形成する。そして、形成した潜像を現像剤（トナー）で顕像化して顕像（トナー像）を形成し、形成したトナー像を記録媒体に転写し、転写した転写像を記録媒体に定着することで画像形成を行っていた。ここで、トナー像の転写を終えた感光体ドラムは、クリーニング手段で残留トナーを除去された後に帯電手段で一様に帯電され、再び露光に始まる画像形成プロセスに備える。

このような画像形成装置には、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段等）を一体的にカートリッジ化し、そのカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式を採用しているものがある。このプロセスカートリッジ方式を採用した画像形成装置は、現像剤の補給や各プロセス手段の調整・清掃・交換等のメンテナンスを、サービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるため、広く採用されている。

このような、プロセスカートリッジを用いた画像形成装置で良好な画像を得るためには、画像形成装置内の所定の位置にプロセスカートリッジを正しく装着し、各種電気接点や駆動伝達部などのインターフェース部が正しく接続されていることが必要である。

そこで、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱するカートリッジ着脱ガイドを備え、プロセスカートリッジを付勢するバネを画像形成装置本体の有する開閉カバーに設けた画像形成装置が提案されている。カートリッジ着脱ガイドは、プロセスカートリッジに感光体ドラムの軸線上に設けた位置決めボスと、画像形成装置本体に位置決めボスを案内して位置決めするガイド溝とから構成されている。バネは、画像形成装置本体の固設部材にプロセスカートリッジを当接して位置決めボスを中心とする回り止めとして機能し、更に画像形成装置本体内に装着されたプロセスカートリッジを装着方向へ付勢する。

また、開閉カバーの内側にプロセスカートリッジの外形にならった裏カバーを固定し、開閉カバーを閉じることでプロセスカートリッジを正規の位置へ押し込む画像形成装置もある。さらに、押し込み機構を別途備える構成なども考えられている（特許文献１参照）。

２）定着装置について
記録媒体上に形成担持させた未定着像を定着させる定着装置としては、熱ローラ方式の加熱装置が広く使用されており、フィルム加熱方式の加熱装置も実用に供されている。

熱ローラ方式の加熱装置は、ハロゲンヒータ等の加熱体（発熱体）を内包し、加熱体で加熱されて所定の定着温度に加熱温調維持される熱ローラ（定着ローラ）と、熱ローラと並行に配列されて熱ローラに圧接する弾性加圧ローラとを基本構成としている。そして、熱ローラ方式の加熱装置は、これらのローラ対の定着ニップ部（加熱ニップ部）で、画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録媒体を挟持搬送し、熱ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録媒体に加熱加圧定着させる。

フィルム加熱方式の加熱装置は、加圧手段で互いに圧接させた加熱手段と対向手段との間に耐熱フィルムを挟ませて走行させ、耐熱フィルムを挟んで加熱手段と対向手段とで形成される圧接ニップ部を形成する。そして、記録媒体を耐熱フィルムに密着させて耐熱フィルムと一緒に圧接ニップ部（耐熱フィルムと対向手段との間）を通過させ、加熱手段の熱を耐熱フィルムを介して記録媒体に与えて加熱し、未定着トナー画像を記録媒体に定着させる（特許文献２〜５参照）。フィルム加熱方式の加熱装置は、熱源及びフィルムとして低熱容量の部材を用いており、熱ローラ方式の加熱装置で必要となるウォームアップ時間を省略することができ、オンデマンド定着を実現することができる。

フィルム加熱方式の加熱装置として、耐熱フィルムとしてチューブ型（円筒状、エンドレス状）のものを使用し、これを対向部材としての加圧ローラで回転駆動する、所謂、加圧ローラ駆動方式・テンションレスタイプの装置がある（特許文献３参照）。

また、従来、定着装置におけるジャム処理性を向上させるため、加圧ローラと耐熱フィルムのニップを解除させる機構を設けている（特許文献４参照）。

電子写真プロセス上、給送、画像形成、転写、定着、排出、の順序で画像形成される。このため、ジャム処理等のため定着装置へアクセスするための開閉扉は、給送部及びカートリッジ取り出し部とは異なる位置、多くは反対側の装置側面に設けられている。通常、給送部を前面側からアクセス可能とするため、定着装置は背面側となり、背面カバーと定着ニップを解除するレバーを連動させるなどの構成をとっていた。

特開２０００−２９３０８７号公報特開昭６３−３１３１８２号公報特開平４−４４０７５号公報特開平８−３２８４０６号公報特開平４−４４０８３号公報

１）プロセスカートリッジについて
しかしながら、上記特許文献１に示す画像形成装置のプロセスカートリッジの押し込み機構では、カートリッジ押し込み部材を開閉カバー内側に設けている。そして、押し込み部材を開閉カバーの内側から本体内部へ出っ張らせてプロセスカートリッジまで届くようにすることで、プロセスカートリッジを押し込み可能としている。

このため、プロセスカートリッジの取り出しや、ジャム処理用に開閉カバーを開く際に、押し込み部材がプロセスカートリッジの取り出し軌跡の外へ逃げた位置になるまで、開閉カバーを大きく開く必要が生じる。従って、画像形成装置の設置にあたり、開閉カバーを開くための大きな空間を確保する必要があり、設置スペースが大きくなるという問題があった。

また、押し込み機構を別途備えることで、さらに、開閉カバーが大型化し、複雑な組み立て作業や、組み立て工数の増大、専用の治工具の必要性など、製造コストがかかるという問題があった。

２）定着装置について
上記特許文献５に示す定着装置のジャム処理機構では、ジャム処理にあたり、複数の方向からジャム処理を行う必要性が生じ、複数のカバーの開閉機構を設ける必要がある。ジャム処理時、ユーザーは、その複数のカバーを開閉する必要性が生じ、装置の設置にあたっては、前後左右にそれらのカバーの開閉スペースを確保する必要があり、設置スペースが大きくなるという問題があった。

そこで本発明は、着脱可能なプロセスカートリッジの押し込み機能と、定着装置におけるジャム処理性を共に損なうことなく、設置スペース及び製造コストをおさえることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

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、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に開閉可能に設けられている開閉カバーと、画像情報に応じた画像が形成される感光体を有し前記開閉カバーを開放することによって形成される空間を介して前記画像形成装置本体内に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、前記画像形成装置本体に設けられており前記プロセスカートリッジを案内するカートリッジガイドと、前記カートリッジガイドに設けられており前記プロセスカートリッジが所定の位置決め溝部に位置決めされるように前記プロセスカートリッジを付勢する付勢バネと、前記画像形成装置本体内に挿入された前記プロセスカートリッジを前記付勢バネの付勢力に抗して前記位置決め溝部まで押し込むための押圧部と、を有し、記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置において、
軸部を中心に回動可能な部品であり前記軸部から離れた部分が前記開閉カバーに対してスライド可能に取り付けられており、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記軸部を中心に回動する連動レバーを有し、前記軸部が前記開閉カバーの回動支点であるヒンジ部よりも前記空間に近い位置に設けられていることによって、前記連動レバーは前記開閉カバーの回動角度よりも大きな角度で回動するように構成されており、前記開閉カバーを閉じると前記連動レバーの一部が前記押圧部となって前記プロセスカートリッジを押圧し、前記開閉カバーを開放すると前記連動レバーが前記開閉カバーの回動角度よりも大きな角度で回動して前記空間を形成することを特徴とする。

以上説明したように、前記開閉カバーの開閉動作に連動して、前記圧接手段及び前記圧接解除手段により前記第１と第２の定着部材を圧接及び圧接解除し、前記プロセスカートリッジの移動を行う連動手段を設けたことにより、開閉カバーの開き動作のみで、定着圧解除ができ、カートリッジの取り外しと、機内のジャム処理が可能となる。

また、カートリッジの装着にあたり、開閉カバーを閉める動作のみで、カートリッジを規定位置まで押し込むことができ、カートリッジの装着不良を防止できる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態について、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斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線部分における画像形成装置の断面図、図３はプロセスカートリッジの斜視図である。

図１に示すように、画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、プロセスカートリッジ方式のレーザプリンタであり、プリンタ本体Ａ（画像形成装置本体）、プロセスカートリッジＢから構成されている。

プリンタ本体Ａは、プリント排出トレイを兼用させたプリンタ上面パネルである開閉カバー14をプリンタ上面に設けている。開閉カバー14は、開閉カバー14の後辺側をプリンタ本体Ａの背面パネル16の上辺側にヒンジ部Ｐで連結し、ヒンジ部Ｐを中心に開閉自在に形成されている。開閉カバー14の開閉角度は後述する連動レバー53との関係において約４０°の鋭角な角度に規定している。

プロセスカートリッジＢは、開閉カバー14を開いた状態（図１中２点鎖線の状態）で、プリンタ本体Ａ内に着脱される。プロセスカートリッジＢは、感光体ドラム１（図２参照）を回転可能に支持し、感光体ドラム１の周りに、クリーニングユニット、現像ユニットを配置し、これらを一体に構成したものである。クリーニングユニットはクリーニング手段、帯電手段を備え、現像手段とトナー溜め備えている。

現像ユニットはクリーニングユニットに対し回動可能に支持されており、現像手段の現像剤担持体（現像ローラ）と感光体ドラム１との間に配置した間隔保持スぺーサを介して所定の加圧力が与えられている。現像ローラが感光体ドラム１に対し所定間隔で平行に対向できるように保持されている。

図２に示すように、プロセスカートリッジＢは後述する装着手段によりプリンタ本体Ａ内の所定の装着位置に位置決めされて装着される。この状態で、プリンタ本体ＡとプロセスカートリッジＢの相互の各種電気接点や駆動伝達部などのインターフェース部が正しく接続する。また、感光体ドラム１の外部露出面がプリンタ本体Ａ側の転写ローラ10に所定の押圧力で当接し、この当接部が転写ニップ部Ｔとなる。

（１）プリント動作
次に、画像形成装置のプリント動作について説明する。まず、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の外部情報機器から送信された情報を基にして、不図示のビデオコントローラボード（画像信号作成手段）が画像信号を作成する。そして、レーザスキャナユニット２が、作成された画像信号に応じたレーザ光Ｌを出力し、帯電手段で一様に帯電された感光体ドラム１上に照射して、感光体ドラム１上に順次静電潜像を形成する。感光体ドラム１は、時計方向に回転しており、感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段（不図示）から供給されるトナーによって順次顕画化され、トナー像となる。

プリンタ本体Ａ内の下部には給送トレイ３が配設されている。給送トレイ３内にはプリンタ本体Ａの前面パネル４に開口させた給送口５より記録媒体としての記録シートＳが供給されて積載収納される。

給送トレイ３内に積載収納されている記録シートＳは、反時計方向に１回転する半月状の給送ローラ６と、これに対向する分離パッド７によって、最上位の記録シートから１枚ずつ順次、シートパス８へ分離給送される。そして、シートパス８へ給送された記録シートＳは、搬送ローラ対９によって転写ニップ部Ｔへ送り出される。

転写ニップ部Ｔに搬送された記録シートＳは、感光体ドラム１上のトナー像とタイミング合わせて挟持され、転写ローラ10に印加される転写バイアスによって感光体ドラム１上のトナー像の静電転写される。

トナー像を転写された記録シートＳは、感光体ドラム１から分離され、定着手段としての定着ユニット11（定着装置）の定着ニップ部Ｎに搬送される。定着ニップ部Ｎに搬送された記録シートＳは、トナー像を加熱加圧定着され、排出ローラ対12に中継ぎされて、排出口13（図１参照）から、開閉カバー14、排出トレイ延長部15上に排出、積載される。

排出トレイ延長部15は、閉じた状態の開閉カバー14を延長する形状にてプリンタ本体Ａに固定されており、開閉カバー14とともに排出された記録シートＳを保持する。

（２）プロセスカートリッジＢの装着手段
次に、プロセスカートリッジＢをプリンタ本体Ａに対して着脱可能に装着する装着手段について説明する。図４はプロセスカートリッジをプリンタ本体に対して着脱可能に装着する装着手段の説明図である。図４に示すように、プロセスカートリッジＢにはその長手方向の左右側面に、それぞれ外側に突出させたガイドピン１ａが設けられている。左右のガイドピン１ａはプロセスカートリッジＢ内の感光体ドラム１の回転軸線と同軸としてある。

また、プリンタ本体Ａの左右パネルの内面側には、それぞれ対称に装着手段としてのカートリッジガイド20が設けられている。左右のカートリッジガイド20はそれぞれ、ガイド溝部21、位置決め溝部22、付勢バネ23、ボス24を具備している。

ガイド溝部21は、プリンタ本体Ａの前方上部から後方下部に向かい傾斜して形成され、ガイドピン１ａをガイドする。位置決め溝部22は、ガイド溝部21の下端部からプリンタ本体後方に水平方向に延長するように連設されている。ボス24は、ガイドピン位置決め用のＶ字型の付勢バネ23の頂点23ａが位置決め溝部22内に張り出すように付勢バネ23を保持している。

プロセスカートリッジＢをプリンタ本体Ａに装着する際は、プリンタ本体上面の開閉カバー14を開き操作してプリンタ本体上面を開放状態にする。そして、プロセスカートリッジＢをプリンタ本体上面の開放口からプリンタ本体Ａ内に入れて、プロセスカートリッジＢの左右のガイドピン１ａを、カートリッジガイド20のガイド溝部21の上端部に係合させる。そして、ガイドピン１ａがガイド溝部21の下端底面に受け止められるまで、プロセスカートリッジＢをガイド溝部21に沿ってプリンタ本体内下方に下ろす。

更に、プロセスカートリッジＢを位置決め溝部22に沿ってプリンタ本体内後方に押し動かすと、プロセスカートリッジＢは、付勢バネ23に当接する。ここで、開閉カバー14を閉じてプリンタ本体上面を閉鎖状態にすると、後述する連動レバー53が開閉カバー14の閉じ動作に連動してプロセスカートリッジＢを付勢バネ23の付勢力に抗してさらに押し込む。そして、ガイドピン１ａが付勢バネ23の頂点23ａ（付勢力の作用死点）を越えると、プロセスカートリッジＢは今度は逆方向に付勢される。すなわち、ガイドピン１ａは付勢バネ23によりプリンタ本体内後方への積極的に付勢され、ガイドピン１ａが位置決め溝部22の位置決め凹部22ａに落ち込む。

これにより、ガイドピン１ａは位置決め凹部22ａにより回動可能に支持され、プロセスカートリッジＢは、プリンタ本体Ａ内に位置決めされて装着された状態になる。プリンタ本体ＡとプロセスカートリッジＢの相互の各種電気接点や駆動伝達部などのインターフェース部が正しく接続化する。また、感光体ドラム１の外部露出面がプリンタ本体Ａ側の転写ローラ10に所定の押圧力で当接した状態になっている。

なお、プロセスカートリッジＢには感光体ドラム１の転写ローラ10に対する対向面部分を開閉するドラムカバー（不図示）を配設している。ドラムカバーは、プロセスカートリッジＢがプリンタ本体Ａ内から取り外されている際には、閉じ状態にあって感光体ドラム面を防護している。また、ドラムカバーは、プロセスカートリッジＢのプリンタ本体Ａ内への装着移動に連動して自動的に開き、プロセスカートリッジＢがプリンタ本体Ａ内に位置決めされて装着された際には、完全に開いて感光体ドラム１が転写ローラ10に当接する。

プロセスカートリッジＢのプリンタ本体Ａ内からの取り出しは、開閉カバー14を開き、後述する連動レバー53が開閉カバー14の開き動作に連動してプロセスカートリッジＢから離間する。この状態で、プロセスカートリッジＢを付勢バネ23の付勢力に抗して引き出し、位置決め溝部22、カートリッジガイド20に沿って、プリンタ本体Ａ外に取り出す。

（３）定着ユニット11
次に、定着ユニット11について詳細に説明する。図５は定着ユニット部分の構成図、図６は定着ユニットにおける加熱ユニットと加圧ローラの横断面図、図７は圧接状態時(定着ニップ部加圧状態時)の定着ユニットの側面図、図８は圧接解除状態時(定着ニップ部加圧解除状態時)の定着ユニットの側面図である。

定着ユニット11は、耐熱フィルムとしてチューブ型（円筒状、エンドレス状）のものを使用し、これを対向部材としての加圧ローラで回転駆動する、所謂、加圧ローラ駆動方式・テンションレスタイプの加熱装置である。

図６に示すように、定着ユニット11は、第１の定着部材としての加熱ユニット31、第２の定着部材としての加圧ローラ32を有し、加熱ユニット31、加圧ローラ32の圧接により定着ニップ部Ｎが形成されている。また、加熱ユニット31、加圧ローラ32の圧接、解除は、加圧板43、加圧バネ44、カム部材51により行われている。

加熱ユニット31は、可撓性部材としての円筒状の耐熱フィルムである定着フィルム33、加熱体としてのセラミックヒータ34（以下、ヒータと記す）、耐熱材で形成され、ヒータ34を断熱支持するホルダ35、鉄などの金属で形成された加圧用剛性ステイ36、フィルムの寄り移動を規制するフランジ部材37（図５、図７、図８参照）等から構成されている。

定着フィルム33は、伝熱性を高めて熱容量を小さくし、早期に定着可能とするために、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは１０〜５０μｍ程度の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を混合コーティングした複合層フィルムを使用できる。

ヒータ34は、横長の低熱容量の線状加熱体であり、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミック基盤であるヒータ基盤上に、発熱抵抗体として、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み１０〜３０μｍ、幅０．８〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗工・焼成し、その上にオーバコート層（保護層）としてガラスやフッ素樹脂などをコートしてある。ヒータ34は、ホルダ35の外側に長手に沿って設けた溝に嵌め込んで接着して固定支持させてある。ヒータ34は、通電発熱抵抗体に対する給電により該通電発熱抵抗体が長手全長にわたって発熱することで速やかに昇温し、その昇温が温度検知素子で検知されて制御系にフィードバックされて、像加熱時、この温度検知素子の温度が所定の設定温度に維持されるように発熱抵抗体への通電がコントロールされる。

ホルダ35は、記録シートの搬送方向に交差する方向を長手方向とする横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材である。定着フィルム33がヒータ34を含むホルダ35に対して周長に余裕をもってルーズに外嵌している。ホルダ35は定着フィルム33のバックアップ、定着ニップ部Ｎの加圧、ヒータ34の支持、定着フィルム33の回転時の搬送安定性を図る役目をする。

加圧用剛性ステイ36は、ホルダ35の内側に挿通され、その両端部がそれぞれホルダ35の両端部から外方に突出する。フランジ部材37は、ホルダ35の両側において加圧用剛性ステイ36の両端部に嵌着させてあり、定着フィルム33の端部を受け止めて定着フィルム33の寄り移動運動を規制する。

加圧ローラ32は、軸部材としての鉄やアルミ等の金属で形成された金属軸38と、金属軸38の外回りにほぼ同心に設けられたシリコンゴム等の弾性部材で形成されたローラ部39とを有している。また、加圧ローラ32は、金属軸38の両端部を定着ユニットフレーム（筐体）の左右側板40間に軸受部材41を介して回転自由に保持させて配設してある。

加熱ユニット31は、両端部に設けたフランジ部材37をそれぞれ定着ユニットフレームの左右側板40に設けたスリット42（図７、図８参照）にスライド移動自由に係合させて、定着ユニットフレームの左右側板40間に配設してある。スリット42は、加熱ユニット31がスリット42に案内されて加圧ローラ32に接近する方向と離れる方向とに移動可能に形成されている。

加圧板43と加圧バネ44は、加熱ユニット31と加圧ローラ32を圧接させる圧接手段であり、それぞれ、定着ユニットフレームの左側と右側の両側に配設されている。

加圧板43は、加熱ユニット31の両端部のフランジ部材37に対応した位置に設けられている。加圧板43の一端にはフック部43ａ（図７、図８参照）が設けられている。定着ユニットフレームの左右側に設けた係合孔部45にフック部43ａを係合させて、加圧板43は、この係合部を支点46（ヒンジ部）にして揺動自由となっている。

加圧バネ44は、引っ張りコイルバネであり、加圧板43の長手ほぼ中央部において加圧板43と定着ユニットフレームとの間に張設してある。加圧板43は加圧バネ44の張力で支点46を中心に定着ユニットフレームに対して閉じる方向に回動付勢され、加熱ユニット31の両端部のフランジ部材37が加圧板43によって加圧ローラ32側へ押圧される。この押圧力が、フランジ部材37を介して加圧用剛性ステイ36、ホルダ35に作用し、加熱ユニット31の全体が加圧ローラ32側に移動する。そして、ヒータ34と加圧ローラ32が、加圧ローラ32のローラ部39の弾性に抗して定着フィルム33を挟んで圧接して、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

定着ニップ部Ｎが形成された状態で、加圧ローラ32は不図示の駆動機構により図６において矢示の反時計方向に回転駆動される。そして、この加圧ローラ32の回転駆動により、加圧ローラ32と定着フィルム33の外面との摩擦力で定着フィルム33に回転力が作用する。その結果、定着フィルム33がヒータ34に密着して摺動しながら矢示の時計方向にホルダ35の外回りを回転する。

定着ニップ部Ｎにおけるヒータ34の下面と定着フィルム33の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるため、定着ニップ部Ｎのヒータ34の外面と定着フィルム33の内面との間に、耐熱性グリスなどの潤滑材を介在させている。これにより、定着フィルム33は、加圧ローラ32の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。

プリント命令信号に基づいて、あるいは画像定着すべき未定着トナー画像を支持した記録シートＳの先端が定着ユニット11の手前側に配設したセンサー（不図示）に検知された時の信号に基づいて、加圧ローラ32の回転駆動が開始され、ヒータ34への電力供給がなされてヒータ34の昇温が開始される。

加熱ローラ32の回転による定着フィルム33の回転周速度が定常化し、ヒータ34が所定温度に立ち上がった後、定着フィルム33と加圧ローラ32との間に記録シートＳが入口ガイド47、出口ガイド48に案内されつつ、定着フィルム33と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送され、ヒータ34の熱が定着フィルム33を介して記録シートＳに付与され未定着トナー画像が記録シートＳ面に加熱定着される。

カム部材51は、圧接解除手段(定着ニップ部加圧解除手段)であって、定着ユニットフレームの左右側で、加圧板43の揺動支点46側とは反対側に設けられている。カム部材51は、偏心した軸部52を定着ユニットフレームに設けた軸受部49（図７、図８参照）に回動自由に軸受されている。

図７に示すように、カム部材51のカム隆起部51ａが加圧板43から非接触に逃げている回転角姿勢にあるときは、加圧バネ44の力は加圧板43を介して加圧ユニット31に十分に作用し、定着ユニット11は圧接状態(定着ニップ部加圧状態)に保持される。

図８に示すように、カム部材51のカム隆起部51ａが加圧板43に接触した回転角姿勢にあるときは、加圧バネ44による張力に抗して、加圧板43が支点46を中心に定着ユニットフレームから開く方向に回動して保持される。この状態で、加圧板43から加圧ユニット31のフランジ部材37に作用する加圧力が解除もしくは減圧されて、定着ユニット11は圧接解除状態に保持される。ここで、定着ニップ部加圧解除状態とは、加圧ローラ32から加圧ユニット31が離間した状態あるいは圧接力が減圧された状態をいう。

（４）連動手段
次に、連動レバー53について詳細に説明する。図９は定着ユニットと開閉カバーの連動関係の説明図、図１０はプロセスカートリッジの装着動作の説明図、図１１はプロセスカートリッジの装着動作の説明図、図１２は画像形成装置の設置状態の説明図、図１３は連動レバーのスライド溝と開閉カバーのボスの移動説明図、図１４は連動レバーと開閉カバーのボスの着脱の説明図である。

連動レバー53は、開閉カバー14の開閉動作に連動して、カム部材51による加熱ユニット31と加圧ローラ32の圧接解除と、プロセスカートリッジＢの移動を行う連動手段である。

図５のように、連動レバー53は、定着ユニット11の左右側（定着ユニット11の長手方向における両端側）に設けられており、中央にスライド溝部（長穴部）54を形成している。スライド溝部54には、開閉カバー14の内側に設けたボス14ａ（図２、図９、図１０参照）がスライド可能に係合している。また、連動レバー53は、一端をカム部材51の軸部52と固定し、他端にプロセスカートリッジＢの押し込み部１ｂ（ボス）を押す押圧部55を備えている。

連動レバー53は、軸部52側の端部を中心に回動可能に形成されており、開閉カバー14を閉じた際には、押圧部55が押し込み部１ｂを押し下げる方向に回動するとともに、軸部52を介してカム部材51をカム隆起部51ａが加圧板43から非接触に逃げている回転角姿勢に保持する。また、開閉カバー14を開いた際には、連動レバー53は、押圧部55が押し込み部１ｂから離間する方向に回動するとともに、軸部52を介してカム部材51をカム隆起部51ａが加圧板43に接触した回転角姿勢に保持する。

ここで、連動レバー53の動作について説明する。まず、図９を用いて、連動レバー53が開閉カバー14の開閉に定着ニップ圧解除機構が連携する動作を説明する。実線で描かれている状態（ｃ）は、連動レバー53が最も上側へ回転した状態における、開閉カバー14、加圧板43、加圧バネ44、加熱ユニット31の位置を示している。２点鎖線で描かれている状態（ａ）は、図２で示されている状態と同じで、開閉カバー14が閉じた時の連動レバー53と、加圧板43を示している。もう一方の２点鎖線で描かれている状態（ｂ）は、開閉カバー14の取り外し時の位置を示す。

開閉カバー14を状態（ａ）から状態（ｃ）へおよそ５０°開くことにより、開閉カバー14のボス14ａが連動レバー53のスライド溝54を軸部52側から押圧部55側へスライドしながら上側に持ち上げる。持ち上げられた連動レバー53は、軸部52を支点として上側に回動して、最大開き角（状態（ａ）に対しおよそ１１５°）となる。この際、軸部52が連動レバー53の回動とともに回転し、軸部52の先端にあるカム部材51は図７の回転角位置から図８の回転角位置へ回転する。すなわち、カム部材51は加圧板43に接触する位置へ回動し、定着ユニット11の定着ニップ部Ｎの加圧が解除される。

このとき、加圧バネ44のバネ圧は、支点46中心とした加圧板43の回転力となり、カム51に作用している。連動レバー５の最大開き角となっている状態（ｃ）で、連動レバー53が位置を保持できるように、カム部材51の隆起部51ａは、加圧板43と平行に接触するストレート面51ｂ（図７、図８参照）を備えている。

このように、連動レバー53の最大開閉位置（状態（ｃ））で一端停止可能とし、さらにそれより開く（状態（ｂ））ことで、連動レバー53から開閉カバー14のボス14ａがはずれように開閉カバー14を回転可能にする。

また、図１３に示すように、開閉カバー14が状態（ａ）から状態（ｃ）へ開いた場合、ボス14ａが連動レバー53のスライド溝54を移動し、ボス14ａの先端に設けられたフランジ57がスライド溝54の押圧部55側に設けられた突き当て部56に突き当たることで、開閉カバー14の開き時のボス14ａの位置（開閉カバーの開閉角）を規定する。

開閉カバー14を取り外す場合は、開閉カバー14を状態（ｃ）からさらに反時計回りに回転させた状態（ｂ）まで開くことで、ボス14ａが連動レバー53のスライド溝54の押圧部55側先端に設けられたフック54ａを抜けて、開閉カバー14をスライド溝54から外すことができるようになる。

ボス14ａがスナップフィットのフック54ａより、先にフランジ部57が突き当て部56に当たることで、フック54ａの破損が防止される。尚、フランジ57が突き当て部56へ突き当たる構成に変えて、直接、ボス14ａが突き当たる突き当て部材を取り付けることでも、同様の効果が得られる。

図１４に示すように、ボス部14ａは、先端にフランジ57を有し、根元側に半円状のリブ58を有しており、連動レバー53は、幅規制部である幅規制リブ59を有している。ボス14ａと連動レバー53の組み付けにおいて、フランジ57が幅規制リブ59に当たることでボス14ａの幅方向の位置を規制し、ボス14ａの円筒部側面にスライド溝54の先端54ｂとフック54ａが当たることで、ボス14ａの前後方向の位置を規制している。これにより、開閉カバー14を組みつける際、治工具等を用いて連動レバー53を保持せずに開閉カバー14を回転させて、ボス14ａが抜けとめのフック54ａを乗り越えるだけで、開閉カバー14の組み付けが可能となる。

次に、図１０、図１１を用いて、連動レバー53と開閉カバー14と連携において、開閉カバー14を閉めることで、プロセスカートリッジＢを規定位置へ押し込む動作について説明する。

図１０に示すように、実線で描かれている状態（ｄ）は、プロセスカートリッジＢがカートリッジガイド20にガイドされるガイドピン１ａがＶ字型の付勢バネ23を乗り越える手前で止まった状態である。この状態（ｄ）で、カム部材51は、加圧板43より隙間αをもって離間している。このため、加圧バネ44のバネ力で加熱ユニット31は加圧ローラ32と圧接している。また、連動レバー53の押圧部55はプロセスカートリッジＢの押し込み部１ｂに接している。

状態（ｄ）から２点鎖線で描かれている状態（ｅ）へ、開閉カバー14を矢印Ｆ方向へ閉じると、開閉カバー14のボス14ａが連動レバー53のスライド溝54を押し下げ、連動レバー53の押圧部55がプロセスカートリッジＢの押し込み部１ｂを押すことになる。プロセスカートリッジＢはガイドピン１ａが位置決め溝部22に沿って、付勢バネ23のバネ力に逆らって付勢バネ23を持ち上げ、図中の左側へ移動し、位置決め凹部22ａに落ち込む。これにより、プロセスカートリッジＢが規定位置へ位置決め固定される。

図１１は、図１０におけるガイドピン１ａ回りの詳細図であり、ガイドピン１ａが勢バネ23のバネ力に逆らって位置決め凹部22ａへ到達するまでの軌跡を示している。ラインＬ１はガイドピン１ａの上端の軌跡であり、ラインＬ２はガイドピン１ａの中心の軌跡である。

ガイドピン１ａの位置から、２点鎖線で示す１ａ（１）までの間は、ガイドピン１ａがＶ字型付勢バネ23によって付勢される際に、図中の右側、即ち、プロセスカートリッジＢが外れる側に力を受ける区間である。また、１ａ（１）より左側にある２点鎖線の円１ａ（２）、１ａ（３）は、図中の左側、即ち、位置決め凹部22ａへガイドピン１ａが付勢される区間である。１ａ（１）の位置を境界として、Ｖ字型付勢バネ23による付勢方向が変わる。そのため、プロセスカートリッジＢは、ガイドピン１ａが１ａ（１）の位置を超えて押し込まれれば、それ以降は、Ｖ字型付勢バネ23のバネ力で、位置決め凹部22ａへ落ち込む。

そのため、図１０のプロセスカートリッジＢのガイドピン１ａが位置決め凹部22ａに装着されている状態（ｅ）における、連動レバー53の押圧部55とプロセスカートリッジＢの押し込み部１ｂとの間は隙間βを持たせることができるようになる。それにより、部品のバラツキを吸収でき、プロセスカートリッジＢが装着された状態で、押し込み部１ｂが連動レバー53の押圧部55に押されたままにならないようにしている。

図１２に、プリンタの設置状態を示す。図中左側の背面側と下側、上側に壁があり、図中の右側（プリンタ正面側）のみが何もないような場所を示す。これは、例えば、多段の棚の上に本体右側部を正面としてプリンタ本体Ａが置かれた状態である。

図中右側より、矢印Ｇの範囲（およそ４０°）で開閉カバー14を開閉することで、プロセススプロセスカートリッジＢは出し入れができる。そして、ジャムとなった記録シートＳ２は、プロセスカートリッジＢを取り出した後、同じ方向から取り出し可能となっている。即ち、定着圧解除機構が図中上側で開閉する開閉カバー14と連動するため、ジャム処理時に図中の左側の面を開閉する必要がない。また、給送トレイ３のアクセスのおいても、シート束Ｓ１を、図中の右側から供給可能となるため、図中の左側に壁がある場所に設置が可能となのである。

なお、給送口５において、フタ等を取り付ける際も、図中の右側より、開閉可能とすることで、右側からだけのアクセスを損なうことなくフタの取り付けができることは、容易に推測可能である。さらに、給送トレイ３自体の着脱、および、開閉も右側から可能である。

また、開閉カバー14の開閉角度は、組み付け時はおよそ５０°であり、カートリッジ取り出し時はそれより１０°小さい４０°（矢印Ｇ）としている。そのため、ユーザーが通常使用で開閉する開閉カバー14の角度は４０°ですむ。また、通常使用においては、連動レバー53のスライド溝54を動く開閉カバー14のボス14ａは、外し時の位置まで移動しない。そのため、開閉動作によるショックをボスの抜け止め部が受けないので、ビス等によって強固に固定する必要性がなく、スナップフィットのフック54ａによりボス14ａの外れを十分に防止することができる。

さらに、開閉カバー14の裏側は、従来付加されているプロセスカートリッジを押し込むための突起部がなく、開閉カバー14（排出トレイ）の強度上の必要最小限の厚みのみとすることができているため、矢印Ｇの範囲の鋭角（４０°）ですむ。そのため、従来より低い高さの棚の中に収めることができる。

以上説明したように、開閉カバー14の開閉動作に連動して、加圧板43、加圧バネ44及びカム部材51により、加熱ユニット31、加圧ローラ32を圧接及び圧接解除し、プロセスカートリッジＢの移動を行う連動レバー53を設けた。これにより、開閉カバー14（排出トレイ）を開く動作のみで、定着圧解除ができ、プロセスカートリッジＢの取り外しと、プリンタ本体Ａ内のジャムした記録シートＳ２の取り出しができる。

また、プロセスカートリッジＢの装着にあたり、開閉カバー14を閉める動作のみで、プロセスカートリッジＢを規定位置（位置決め凹部22ａ）まで押し込むことができ、プロセスカートリッジＢの装着不良を防止できる。

また、連動レバー53の押圧部55は、長手方向において、位置決め溝部22にガイドされるガイドピン１ａに近い押し込み部１ｂを押圧するので、プロセスカートリッジＢをプリンタ本体Ａ内にスムーズに装着させることができる。

また、ジャム処理とカートリッジ交換が開閉カバー14の開閉のみで可能で、その開き角が鋭角で小さいため、上側空間においてもスペースを必要としない。

また、開閉カバー14の開閉方向が給送方向と同じ正面側にあるため、背面で処理が不要となり、ジャム処理等におけるアクセサビリティーを低下させることなく、棚のような壁で囲まれた場所に設置を可能とすることができ、画像形成装置のユーザビリティーを向上させることができる。

また、フック54ａ、幅規制リブ59を設けたことにより、開閉カバー14の取り付け時に、開閉カバー14の閉め動作に連携して、開閉カバー14に連動レバー53の取り付けを、ドライバーや、開閉カバーと圧解除レバーを保持する治具を用いることなく、容易に行える。

また、開閉カバー14の開き時に、スライド溝54の突き当て部56にボス14ａが当たることで規定でき、開き角度を別に規定するワイヤー等を設ける必要がない。

尚、定着手段として、上述の実施例ではフィルム加熱方式・加圧ローラ駆動方式の加熱装置を例示したが、これに限られるものではなく、定着ニップ部を形成する第１と第２の定着部材を有している、フィルム加熱方式、熱ローラ方式、電磁誘導加熱方式など他の装置構成・加熱方式の加熱装置を用いることができる。

また、画像形成装置の作像プロセスも電子写真プロセスに限られるものではなく、静電記録プロセスや磁気記録プロセスなど他の作像原理・プロセスとすることができる。また、プロセスカートリッジの構成も本実施形態の構成に限られるものではない。

本実施形態に係る画像形成装置の斜視図である。図１のＸ−Ｘ線部分における画像形成装置の断面図である。プロセスカートリッジの斜視図である。プロセスカートリッジをプリンタ本体に対して着脱可能に装着する装着手段の説明図である。定着ユニット部分の構成図である。定着ユニットにおける加熱ユニットと加圧ローラの横断面図である。圧接状態時(定着ニップ部加圧状態時)の定着ユニットの側面図である。圧接解除状態時(定着ニップ部加圧解除状態時)の定着ユニットの側面図である。定着ユニットと開閉カバーの連動関係の説明図である。プロセスカートリッジの装着動作の説明図である。プロセスカートリッジの装着動作の説明図である。画像形成装置の設置状態の説明図である。連動レバーのスライド溝と開閉カバーのボスの移動説明図である。連動レバーと開閉カバーのボスの着脱の説明図である。

符号の説明

Ａ …プリンタ本体、Ｂ …プロセスカートリッジ、１ａ …ガイドピン、11 …定着ユニット（定着手段に対応）、14 …開閉カバー、20 …カートリッジガイド（装着手段に対応）、31 …加熱ユニット（第１の定着部材に対応）、32 …加圧ローラ（第２の定着部材）、43 …加圧板（圧接手段に対応）、44 …加圧バネ（圧接手段に対応）、51 …カム部材（圧接解除手段に対応）、53 …連動レバー（連動手段に対応）、54 …スライド溝、54ａ …フック、55 …押圧部、56 …突き当て部、59 …幅規制リブ

Claims

画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に開閉可能に設けられている開閉カバーと、画像情報に応じた画像が形成される感光体を有し前記開閉カバーを開放することによって形成される空間を介して前記画像形成装置本体内に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、前記画像形成装置本体に設けられており前記プロセスカートリッジを案内するカートリッジガイドと、前記カートリッジガイドに設けられており前記プロセスカートリッジが所定の位置決め溝部に位置決めされるように前記プロセスカートリッジを付勢する付勢バネと、前記画像形成装置本体内に挿入された前記プロセスカートリッジを前記付勢バネの付勢力に抗して前記位置決め溝部まで押し込むための押圧部と、を有し、記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置において、
軸部を中心に回動可能な部品であり前記軸部から離れた部分が前記開閉カバーに対してスライド可能に取り付けられており、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記軸部を中心に回動する連動レバーを有し、前記軸部が前記開閉カバーの回動支点であるヒンジ部よりも前記空間に近い位置に設けられていることによって、前記連動レバーは前記開閉カバーの回動角度よりも大きな角度で回動するように構成されており、前記開閉カバーを閉じると前記連動レバーの一部が前記押圧部となって前記プロセスカートリッジを押圧し、前記開閉カバーを開放すると前記連動レバーが前記開閉カバーの回動角度よりも大きな角度で回動して前記空間を形成することを特徴とする画像形成装置。
前記装置は、未定着トナー画像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する第１と第２の定着部材と、前記定着ニップ部に圧力を付与する圧力付与機構と、前記圧力付与機構に作用して前記定着ニップ部に掛る圧力を解除するためのカム部材と、を有する定着ユニットを有し、前記連動レバーの前記軸部は前記カム部材の回動軸となっており、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記カム部材も回動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。