JP4998335B2 - 定着ユニット及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に形成された未定着トナー像を加熱加圧することにより定着する着脱自在の定着ユニットの改良及びこれを備えた画像形成装置に関する。

特開２００４−３４０９９７号公報 特開２００５−３７６７２号公報

従来、電子写真方式などを利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置では、加熱部材と加圧部材とから構成される一対の定着部材の間に記録媒体を挿通し、当該記録媒体上に転写された未定着トナー像を加熱加圧することにより永久画像とする定着装置が広く用いられている。

かかる定着装置においては、その構造をユニット化して筐体に対して着脱自在に構成すると共に、ユニット着脱時の操作性の向上を図った定着ユニットが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、画像形成装置本体に設けた位置決めピンに取付けられたフック部材を着脱操作することにより、定着ユニットの着脱を可能とする定着ユニットが開示されている。

また、特許文献２には、弾性変形可能なレバー部材を操作することにより、定着ユニットの画像形成装置への装着を可能とする固定位置と定着ユニットの画像形成装置からの取り外しを可能とするハンドリング位置との切り替えを可能とする定着ユニットが開示されている。

本発明の目的とするところは、簡易な構成で着脱時における操作性を向上させると共に、特に、装着時における接続信頼性の向上を図った定着ユニット及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の定着ユニットは、記録用紙に形成されたトナー像を加熱加圧することにより定着させる一対の定着部材を有し、筐体に対して着脱自在に形成された定着ユニットであって、前記定着ユニットを単一方向に移動させることのみにより、筐体に対する定着ユニットの着脱を可能とすると共に、装着状態において、前記定着ユニットに対して装着方向に押圧力を付与する着脱ガイド手段を備えていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の定着ユニットは、請求項１に記載の構成において、前記定着ユニットは、筐体に対して水平方向に着脱を行うと共に、前記着脱ガイド手段は、前記定着ユニットの長手方向両端部に設けられ、下向きに回転するように付勢された揺動部材と、前記揺動部材に対応して、前記定着ユニットの装着方向と略直交するように前記筐体側に突設されたロール状の係止部材とを備え、前記揺動部材には、定着ユニットを装着方向に移動させる際に、前記係止部材との接触によって付勢方向と逆方向に前記揺動部材を回転させるように導くガイド面と、このガイド面のユニット装着方向上流側に設けられ、前記係止部材を係止する係止面とが形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の定着ユニットは、請求項２に記載の構成において、前記揺動部材のガイド面は、前記係止部材との接触点における法線が、常に前記揺動部材の回転支点の鉛直上方を通過するような形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の定着ユニットは、請求項２又は３に記載の構成において、前記揺動部材の係止面は、前記係止部材との接触点における法線が、常に前記揺動部材の回転支点の鉛直下方を通過すると共に、前記係止部材の移動が停止した係止状態において、前記接触点における法線が水平成分を含むようにその形状が設定されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載の定着ユニットは、請求項２ないし４のいずれかに記載の構成において、前記揺動部材の回転中心は、前記係止部材の取付位置よりも高い位置に設定されていることを特徴とするものである。

請求項６に記載の定着ユニットは、請求項２ないし５のいずれかに記載の構成において、前記係止部材は、固定軸回りに回転自在に形成されていることを特徴とするものである。

請求項７に記載の定着ユニットは、請求項１ないし６のいずれかに記載の構成において、前記定着部材を回転駆動する筐体側に設けられた駆動歯車と、該駆動歯車の回転に従動する定着ユニット側に設けられた従動歯車と、定着ユニットの少なくとも長手方向の位置決めを行う定着ユニット側に設けられた位置決めピンとをさらに備え、前記駆動歯車と従動歯車とからなる歯車対の作用線を境界とした前記位置決めピンの存在領域及び前記従動歯車の回転方向に応じて決定される所定の位置に、前記駆動歯車による駆動の際の定着ユニットの位置変動を規制する規制部材が設けられていることを特徴とするものである。

請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の定着ユニットと、所望の画像を記録用紙に形成する画像形成手段とを備えることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、単一方向に移動させることのみにより着脱を可能とする着脱ガイド手段により、定着ユニットの着脱時における作業性・操作性を大幅に向上させると共に、常に装着方向に押圧力が付与されることにより、特に、定着ユニットの装着時における接続信頼性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、特に、装着時の接続信頼性が問題となる水平方向に着脱を行う定着ユニットにおいて、着脱操作の際の摩擦力の低減を図りつつ水平方向への移動のみで着脱を可能とすると共に、常に装着方向に押圧力を付与する着脱ガイド手段を簡易な構成で実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、係止部材との接触の際に、揺動部材をその付勢方向と逆方向に安定して駆動するガイド面を容易に実現することができる。

請求項４に記載の発明によれば、安定した引き込みを可能とすると共に、装着状態において、定着ユニットに対して装着方向への十分な押圧力を付与することができる。

請求項５に記載の発明によれば、定着ユニットを装着する際の係止部材の安定した引き込み及び装着状態における定着ユニットに対する装着方向への十分な押圧力の付与を可能とする着脱ガイド手段をよりコンパクトな構成で実現することができる。

請求項６に記載の発明によれば、揺動部材と係止部材との接触時における摩擦を低減して、定着ユニットの円滑な装着に寄与することができる。

請求項７に記載の発明によれば、一般に高い定着圧を得るために大きな駆動トルクを要する定着ユニットにおいて、回転駆動の際の位置変動を抑制することにより、定着ユニットの安定した位置決めによる歯車対の噛合い精度の向上に寄与することができる。

請求項８に記載の発明によれば、上記いずれかの定着ユニットを画像形成装置に好適に適用することができる。

以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明が適用可能な画像形成装置の一実施形態の概略構成について、図１を参照して説明する。ここで、図１は本発明が適用可能なタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。

本実施の形態に係る画像形成装置１００では、例えば、画像読取装置１０２より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。

図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで順次形成された各色のトナー像が、互いに重ね合わされた状態で転写される中間転写体であり、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像保持体である感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿し込まれ、矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、ユニット構造の定着装置（以下、定着ユニットと称する）１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。

ここで、画像読取装置１０２は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿からの反射光像を、走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子によって所定の解像度で読み取るように構成されている。

また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに所定の色のトナーを供給する着脱自在のトナーカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ドラムクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等とから構成されている。

さらに、本実施の形態において、感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層が形成されており、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、この感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面と接触し、該感光体層を所定の電位に帯電するように構成されている。

このように構成した画像形成装置における画像形成工程について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。

まず、感光ドラム２Ｙは、帯電ロール３Ｙにより、その表面が一様に帯電される。次に、例えば、画像読取装置１０２によって読み取られた画像情報に基づき、露光装置４Ｙから出力されるレーザービームによりイエロー画像に対応する走査露光がなされ、感光ドラム２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙによって掻き取られる。その後、感光ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電ロール３Ｙにより再び帯電される。

多色のカラー画像形成を行う本画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が重ね合わされた状態で形成される。この中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものを用いることができる。

中間転写ベルト９上に一次転写されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。なお、記録用紙１８上に二次転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。

一方、記録媒体の一例である記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着ユニット１５へと搬送され、この定着ユニット１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して排出トレイ２４上に排出される。

なお、本実施の形態において、定着ユニット１５は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在に形成されたユニット構造を有しており、その内部に定着部材である一対の加熱ローラ１５１と、この加熱ローラ１５１に圧接する加圧ローラ１５３とを備えている。

加熱ローラ１５１は、その表面に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）を設けた中空の芯金（肉厚０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの鉄またはアルミ素管）からなり、その内部に不図示のヒーターが配置されており、所定の温度に加熱されるようになっている。

加圧ローラ１５３は、上記加熱ローラ１５１との間で、記録用紙１８を圧接するものであり、ステンレス又は鉄製の芯金に耐熱性の弾性体層（シリコーンスポンジ、アスカーＣ硬度４０°）を備え、さらに表層に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）が設けられている。

そして、定着ユニット１５に対応する画像形成装置１００本体の筐体部分には、開閉自在のカバー（蓋部）Ｃａが設けられており、このカバーＣａを開閉することにより、定着ユニット１５の交換や用紙ジャム時の紙詰まり処理等が行えるようになっている。なお、本発明が適用可能な画像形成装置は、上述のような構成に限定されるものではなく、開閉カバーを有して着脱可能な定着ユニットを備えた、例えばプリンタ等にも当然に適用可能である。

次に、本発明に係る定着ユニット１５の着脱構造について、図２〜図５を参照してさらに説明する。ここで、図２は、本実施の形態に係る定着ユニット１５の着脱構造を説明するための斜視図であり、（ａ）は定着ユニット１５を装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は定着ユニット１５を取り外した状態を示す斜視図である。また、図３は定着ユニット１５が取り付けられる筐体１００側の構成を拡大して示す斜視図、図４は定着ユニット１５の外観を示す斜視図、図５は定着ユニット１５の駆動機構を示す模式図である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る定着ユニット１５は、画像形成装置１００に対して水平方向に着脱可能に構成されており、図３に拡大して示すように、装置筐体１００には、定着ユニット１５の背面（装着方向前面）と対向するように立設された位置決め板１０１と、位置決め板１０１の左右両端部に形成された側板１０３，１０３と、定着ユニット１５が載置され水平方向のスライド操作をガイドする平面略コ字状の下部ガイド板１０５とが形成されており、左右の側板１０３，１０３のそれぞれには、下部ガイド板１０５の端部と対向するように配設された略Ｌ字状の上部ガイド部材１０７，１０７が設けられている。そして、これらの位置決め板１０１、側板１０３、下部ガイド板１０５、上部ガイド部材１０７とで形成される空間に定着ユニット１５が収容されるようになっている。

本実施の形態において、位置決め板１０１の長手方向一端部（本例では、図中、左端部）には、コネクタ（定着ユニット１５内のヒーターに電力を供給すると共に定着ユニット１５内の各種センサと信号の授受を行うためのコネクタ）１００Ｃがユニット装着方向に突設されていると共に、定着ユニット１５の端部に設けられた後述する位置決めピン１５５ａに対応する位置（本例では、長手方向の２箇所）に、当該位置決めピン１５５ａが挿入される貫通孔１０１ａが形成されている。

また、左右の側板１０３，１０３の上部ガイド部材１０７，１０７の下方には、係止部材であるロール状の係止ピン１１０，１１０が定着ユニット１５の長手方向（定着ユニット１５の装着方向と略直交する方向）に突出するように設けられている。また、本実施の形態において、係止ピン１１０，１１０のそれぞれは、その表面が回転軸１１０Ｓ回りに回転自在となるように形成されている。

一方、定着ユニット１５は、図４に最も良く示されるように、その軸方向（長手方向）両端部に、回転軸１６１を中心に揺動自在に形成された揺動部材１６３が配設されている。また、本実施の形態において、定着ユニット１５の軸方向一端部には、コネクタ１００Ｃと対応する位置に、凹状に形成された不図示の接続部が形成されており、定着ユニット１５を水平方向に挿入した際に、コネクタ１００Ｃと上記接続部が接続（嵌合）されるようになっている。さらに、定着ユニット１５の装着方向（挿入方向）前面には、筐体１００側に設けられた位置決め板１０１と対向する位置決め面１５５が形成されており、この位置決め面１５５には、定着ユニット１５の長手方向の位置決めを可能とする位置決めピン１５５ａが筐体側の貫通孔１０１ａ，１０１ａに対応する位置に突設されている。

また、定着ユニット１５は、図５に模式的に示すように、筐体１００側に設けられた不図示のモータにより所定の方向に回転（本例では、時計回り方向）する駆動歯車Ｇａにより駆動されるようになっている。具体的には、定着ユニット１５が装着された状態で、駆動歯車Ｇａと歯合する従動歯車Ｇｂにより加熱ローラ１５１が回転駆動され、この加熱ローラ１５１に圧接する加圧ローラ１５３が加熱ローラ１５１の回転に従動するようになっている。本実施の形態において、従動歯車Ｇｂは、反時計回り方向に回転し、位置決めピン１５５ａは、一対の駆動歯車Ｇａ、従動歯車Ｇｂの作用線（従動歯車Ｇｂの受ける噛み合い力の方向であり、歯車対Ｇａ，Ｇｂのなす圧力角の方向）Ｌｐよりも、従動歯車Ｇｂ側の領域に配置されているので、定着ユニット１５には、位置決めピン１５５ａと貫通孔１０１ａとの接点位置を回転の中心として、駆動の際に従動歯車Ｇｂの回転方向（本例では、反時計回り方向）と同方向の回転モーメントが作用することとなる。そこで、本実施の形態では、定着ユニット１５の下面に位置精度を確保するための剛性部材である規制部材１５０ｓを設けて、上述のような駆動歯車Ｇａによる回転駆動の際の定着ユニット１５の位置変動を抑制して定着ユニット１５の安定した位置決めを可能とすると共に、歯車対Ｇａ，Ｇｂの噛合い精度の向上を実現している。なお、位置決めピン１５５ａを作用線Ｌｐよりも駆動歯車Ｇａ側の領域に配置する場合には、駆動の際に本例とは逆方向（時計回り方向）に定着ユニット１５に回転モーメントが作用することとなるので、例えば、定着ユニット１５の上面に筐体側の上部ガイド部材１０７と当接するような規制部材を取り付けることにより、同様に、定着ユニット１５の安定した位置決めによる歯車対Ｇａ，Ｇｂの噛合い精度の向上を実現することができる。

次に、本実施の形態に係る着脱ガイド手段１６０の詳細な構成について、図６を参照してさらに説明する。ここで、図６は、本実施の形態に係る着脱ガイド手段１６０の構成を説明するための模式的側面図である。

図６に示すように、本実施の形態に係る着脱ガイド手段１６０は、定着ユニット１５側の軸方向両端部に設けられた揺動部材１６３，１６３と、この揺動部材１６３，１６３と対応するように装置筐体１００側に設けられた係止ピン１１０，１１０とを備えている。定着ユニット１５側の着脱ガイド手段１６０を構成する揺動部材１６３は、筐体１００側に設けられた係止ピン１１０の取付位置（高さ）よりも高い位置に設定された回転支点１６１に取り付けられた鍵型の基部１６３Ｂと、この基部１６３Ｂの先端側に設けられた略扇形状のガイド部１６３Ｇとを備え、基部１６３Ｂのガイド部１６３Ｇ側の先端には、係止ピン１１０が引き込まれるラッチ部１６３Ｌが形成されている。本実施の形態において、揺動部材１６３は、回転支点１６１に取付けられた不図示のコイルバネにより、その装着方向の先端側が下向き（本例では、図中、時計回り方向）に回転するように付勢されている。なお、符号１６２は、揺動部材１６３の回転を所定の範囲に規制するストッパである。

また、ガイド部１６３Ｇには円弧状のガイド面１６３Ｇａが形成されており、かかるガイド面１６３Ｇａは、定着ユニット１５が水平方向に押し込まれて当該ガイド面１６３Ｇａが係止ピン１１０と接触した際に、揺動部材１６３に対して付勢方向と逆方向（本例では、図中、反時計回り方向）の回転モーメントを付与するような形状となっている。具体的には、ガイド面１６３Ｇａと係止ピン１１０とが接触した際には、略法線Ｌ０方向に接触圧力が発生するが、この接触圧力の法線Ｌ０が常に回転支点１６１の鉛直上方を通過するような形状となっている。

また、揺動部材１６３の基部１６３Ｂに形成されたラッチ部１６３Ｌは、定着ユニット１５の装着方向に沿って、ガイド面１６３Ｇａの上流側に当該ガイド面１６３Ｇａと連続的に形成されており、係止ピン１１０を引き込んだ際に、係止ピン１１０と接触して当該係止ピン１１０を係止する係止面１６３Ｌｓと、この係止面１６３Ｌｓの上部にて略直交する壁面１６３Ｌｗとを有している。なお、本実施の形態において、壁面１６３Ｌｗは、ラッチ部１６３Ｌに係止ピン１１０を引き込んだ際に、当該係止ピン１１０と接触することがなく、単に、係止ピン１１０を収容する空間を形成するためのものであるため、係止面１６３Ｌｓ以外のラッチ部１６３Ｌの形状は、強度等を勘案して適宜任意に設定することができる。

一方、係止面１６３Ｌｓの形状は、係止ピン１１０と係止面１６３Ｌｓとの接触点における法線Ｌ１が、定着ユニット１５が移動する際に、常に回転支点１６１の鉛直下方を通過すると共に、定着ユニット１５の移動が停止して係止ピン１１０が係止面１６３Ｌｓ上の所定の位置に停止した係止状態において、上記接触点における法線Ｌ１が略水平方向（接線が略鉛直方向）となるようにその形状（傾き）が設定されている。

なお、上記係止状態において、定着ユニット１５は、装着方向（挿入方向）前面に設けられた位置決め面１５５が筐体１００側の位置決め板１０１と接触しており、これにより定着ユニット１５の挿入方向での位置決めがなされている。すなわち、揺動部材１６３と係止ピン１１０とは、定着ユニット１５の位置決め面１５５が筐体１００の位置決め板１０１と接触した際に、係止ピン１１０が揺動部材１６３の壁面１６３Ｌｗに到達（接触）せずに、係止面１６３Ｌｓ上に存在するように、これらの配置関係や大きさが設定されている。なお、定着ユニット１５の幅方向（長手方向）の位置決めは、装着方向前面に突設された位置決めピン１５５ａ，１５５ａが、筐体１００側の貫通孔１０１ａ，１０１ａに挿入されることによりなされる。

次に、このように構成した着脱ガイド手段１６０の動作について図７及び図８を参照してさらに説明する。ここで、図７は、着脱ガイド手段１６０の動作を説明するための模式図であり、図８は、揺動部材１６３の係止面１６３Ｌｓの形状を説明するための模式図である。

まず、定着ユニット１５を装着する際には、当該定着ユニット１５を筐体１００の下部ガイド板１０５上に載置し、その前面部に突設された位置決めピン１５５ａを、筐体１００側に設けられた貫通穴１０１ａに挿し込むように水平方向に押し込む。すると、図７（ａ）に示すように、揺動部材１６３のガイド部１６３Ｇに形成されたガイド面１６３Ｇａが、係止ピン１１０と接触し、これにより、図７（ｂ）に示すように、揺動部材１６３がコイルバネによる付勢方向と逆方向の上向き（本例では、反時計回り方向）に回転しつつ、係止ピン１１０が揺動部材１６３のガイド面１６３Ｇａに接触しながら当該ガイド面１６３Ｇａの装着方向上流側の端部まで水平に移動する。なお、本実施の形態では、係止ピン１１０を回転自在に形成することにより、揺動部材１６３と接触する際の接触抵抗を低減し、揺動部材１６３の所定の方向（本例では、反時計回り方向）への円滑な駆動を可能としている。

さらに、定着ユニット１５を装着方向に押し込むと、図７（ｃ）に示すように、係止ピン１１０が揺動部材１６３のガイド面１６３Ｇａを乗り越えた時点で、揺動部材１６３がコイルバネの弾性力により下向き（時計回り方向）に逆転し、係止ピン１１０をラッチ部１６３Ｌに引き込み、係止ピン１１０がラッチ部１６３Ｌに形成された係止面１６３Ｌｓにて係止されて停止する（図７（ｄ）参照）。すなわち、図７（ｃ）に示す状態まで、定着ユニット１５を装着方向に押し込むことにより、後は、係止ピン１１０がラッチ部１６３Ｌに引き込まれて定着ユニット１５の簡易な装着が可能となる。なお、定着ユニット１５を取り外す際には、上述した動作と逆に、定着ユニット１５を水平方向に引き抜くことにより、揺動部材１６３が逆方向に回転して、係止ピン１１０と係止面１６３Ｌｓとの係合が解除され、定着ユニット１５を装置筐体１００から容易に取り外すことができる。

ここで、係止ピン１１０が係止面１６３Ｌｓと接触して移動する際には、図８（ａ）に示すように、接触点における法線Ｌ１が常に、回転支点１６１の鉛直下方を通過するように、係止面１６３Ｌｓの形状（傾き）が設定されているので、安定して係止ピン１１０をラッチ部１６３Ｌに引き込むことができる。

また、係止ピン１１０が係止面１６３Ｌｓ上の所定の位置に係止された係止状態において、係止ピン１１０と係止面１６３Ｌｓとの接触点での法線Ｌ１が略水平となるように係止面１６３Ｌｓの形状（傾き）が設定（本例では、直線形状である係止面１６３Ｌｓが、係止状態において略鉛直となるように設定）されているので、法線Ｌ１の方向に沿って発生する接触圧Ｆの水平成分（定着ユニット１５を装着方向に押圧する成分）Ｆｘを極大化することができ、コネクタ１００Ｃの接続状態及び定着ユニット１５の装着状態をより安定して維持することができる。

なお、上述のように、法線Ｌ１を回転支点１６１の鉛直下方を通過するように係止面１６３Ｌｓの形状を設定することにより、係止ピン１１０の安定した引き込みが可能となるが、係止ピン１１０の取付位置（高さ）を揺動部材１６３の回転支点１６１よりも高い位置に設定した場合、例えば図８（ｂ）に例示するように、法線Ｌ１を回転支点１６１の鉛直下方で通過させるためには、揺動部材１６３の係止面１６３Ｌｓの角度をより水平に近く設定する必要があり、この場合接触圧Ｆの水平方向の成分Ｆｘが小さくなりユニットを引き込む力が弱くなってしまう。また、図８（ｂ）のように係止位置を回転支点１６１の上に配置し且つ図８（ａ）と同様の角度で法線Ｌ１を回転支点１６１の下を通過させて十分な引き込み力を得るためには、図示は省略するが、回転支点１６１と係止面１６３Ｌｓとの距離を大きく設定する必要があり、定着ユニット１５が大型化してしまう。そこで、本実施の形態のように、揺動部材１６３の回転支点１６１の高さを係止ピン１１０の取付位置（高さ）よりも高く設定することにより、係止ピン１１０の安定した引き込み及び定着ユニット１５に対する装着方向への十分な押圧力の付与が、よりコンパクトな構成で可能となる。

以上のように、本実施の形態に係る着脱ガイド手段１６０によれば、定着ユニット１５を単一方向（本例では、水平方向）に移動させることのみにより、コネクタ１００Ｃとの着脱を含んだ定着ユニット１５の着脱が可能となり、作業性・操作性の大幅な向上に寄与することができる。また、揺動部材１６３を下向きに付勢して係止ピン１１０と接触するように構成することにより、定着ユニット１５が浮く方向に係止ピン１１０からの反力が上方向に働き、ユニットの自重を相殺することができるので、揺動部材１６３を逆向き（上向き）に付勢した構成に比し、定着ユニット１５を着脱する際の摩擦力の低減が図られて、着脱時の作業性・操作性の一層の向上に寄与することができる。併せて係止ピン１１０が揺動部材１６３の係止面１６３Ｌｓ上に係止されることにより、装着状態において、定着ユニット１５には、装置筐体１００側に向かう方向（定着ユニット１５を装置筐体１００に装着する方向）の押圧力が付与されることとなり、コネクタ１００Ｃの安定した接続及び定着ユニット１５の安定した位置決め及び装着が可能となり、接続信頼性の向上に寄与することができる。

なお、本発明は、上述のような水平方向に着脱を行う定着ユニットに限定されるものではなく、例えば垂直方向に着脱を行う定着ユニットにも当然に適用可能である。しかしながら、コネクタとの接続や着脱の際の摩擦力が問題となる水平方向に着脱を行う定着ユニットにより好適に適用することができる。

また、上述の実施の形態では、揺動部材１６３を定着ユニット１５側に設け、係止ピン１１０を装置筐体１００側に設けたが、同様な機能を有する揺動部材１６３を装置筐体１００側に設け、対応する係止ピン１１０を定着ユニット１５側に設けてもよい。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明に係る定着ユニット１５の着脱構造を説明するための斜視図であり、（ａ）は定着ユニット１５を装着した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は定着ユニット１５を取り外した状態を示す斜視図である。 本発明に係る定着ユニットが取り付けられる筐体側の構成を拡大して示す斜視図である。 本発明に係る定着ユニットの外観を示す斜視図である。 本発明に係る定着ユニットの駆動機構を説明するための模式的側面図である。 本発明に係る着脱ガイド手段の構成を説明するための模式的側面図である。 本発明に係る着脱ガイド手段の動作を説明するための模式図である。 揺動部材の係止面の形状及び揺動部材の回転支点と係止ピンの取付高さとの関係を説明するための模式図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ：感光ドラム、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ：帯電ロール、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ：露光装置、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：現像装置、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：ドラムクリーニング装置、８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１３：バックアップロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着ユニット、１７：給紙カセット、１８：記録用紙、２０：レジストロール、２４：排出トレイ、１００：画像形成装置、１００Ｃ：コネクタ、１０１：位置決め板、１０１ａ：貫通孔、１０３：側板、１０５：下部ガイド板、１０７：上部ガイド部材、１１０：係止ピン、１１０Ｓ：回転軸、１５０ｓ：規制部材、１５１：加熱ローラ、１５３：加圧ローラ、１５５：位置決め面、１５５ａ：位置決めピン、１６０：着脱ガイド手段、１６１：回転支点、１６２：ストッパ、１６３：揺動部材、１６３Ｇ：ガイド部、１６３Ｇａ：ガイド面、１６３Ｌ：ラッチ部、１６３Ｌｓ：係止面、１６３Ｌｗ：壁面、Ｃａ：カバー、Ｆ：接触圧、Ｆｘ：水平方向成分、Ｇａ：駆動歯車、Ｇｂ：従動歯車、Ｌ０，Ｌ１：法線、Ｌｐ：作用線

Claims (8)

1. 記録用紙に形成されたトナー像を加熱加圧することにより定着させる一対の定着部材を有し、筐体に対して着脱自在に形成された定着ユニットであって、
   前記定着ユニットを単一方向に移動させることのみにより、筐体に対する定着ユニットの着脱を可能とすると共に、装着状態において、前記定着ユニットに対して装着方向に押圧力を付与する着脱ガイド手段を備え、
   前記定着ユニットは、筐体に対して水平方向に着脱を行うと共に、前記着脱ガイド手段は、下向きに回転するように付勢された揺動部材と、前記揺動部材に対応して、前記定着ユニットの装着方向と略直交するように前記筐体側に突設され、前記揺動部材と接触する面が円弧状に形成された係止部材とを備え、
   前記揺動部材には、定着ユニットを装着方向に移動させる際に、前記係止部材との接触によって付勢方向と逆方向に前記揺動部材を回転させるように導く円弧状のガイド面と、このガイド面のユニット装着方向上流側に設けられ、前記係止部材を係止する係止面とが形成されており、さらに、
   前記定着ユニットの装着状態において、前記係止部材と前記揺動部材の係止面とが接触する一方、前記定着ユニットを引き抜く際には、前記揺動部材の前記係止部材との接触部が係止面からガイド面に移行すると共に、当該ガイド面では、前記係止部材から離間するように前記揺動部材が係止部材を押圧することを特徴とする定着ユニット。
2. 前記係止部材は、ロール状であることを特徴とする請求項１に記載の定着ユニット。
3. 前記揺動部材のガイド面は、前記係止部材との接触点における法線が、常に前記揺動部材の回転支点の鉛直上方を通過するような形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着ユニット。
4. 前記揺動部材の係止面は、前記係止部材との接触点における法線が、常に前記揺動部材の回転支点の鉛直下方を通過すると共に、前記係止部材の移動が停止した係止状態において、前記接触点における法線が水平成分を含むようにその形状が設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着ユニット。
5. 前記揺動部材の回転中心は、前記係止部材の取付位置よりも高い位置に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の定着ユニット。
6. 前記係止部材は、固定軸回りに回転自在に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の定着ユニット。
7. 前記定着部材を回転駆動する筐体側に設けられた駆動歯車と、該駆動歯車の回転に従動する定着ユニット側に設けられた従動歯車と、定着ユニットの少なくとも長手方向の位置決めを行う定着ユニット側に設けられた位置決めピンとをさらに備え、前記駆動歯車と従動歯車とからなる歯車対の作用線を境界とした前記位置決めピンの存在領域及び前記従動歯車の回転方向に応じて決定される所定の位置に、前記駆動歯車による駆動の際の定着ユニットの位置変動を規制する規制部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の定着ユニット。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の定着ユニットと、所望の画像を記録用紙に形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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