JP5470892B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つの部材で定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜でき且つ定着ユニットの輻射定着熱を断熱して二次転写部への悪影響を防止する画像形成装置に関する。

トナーを用いて電子写真方式でトナー像を像担持体上に形成し、このトナー像を用紙に転写し、この転写トナー像を定着器で用紙に定着して画像を形成する画像形成装置が従来技術として知られている。

このような画像形成装置は、例えば、ベルトユニット、画像形成ユニット、定着ユニット等の複数の内部装置を着脱自在に備えている。これらの内部装置の保守作業時には、内部装置を装置本体の装着部から脱抜して取り外し、修理または新品と交換して装着部に再装着する。

その際、内部装置には重量のあるものが多いので、内部装置を装着部から抜脱して取り出すに際しては、取り出したとき手から取り落として内部装置を破損するおそれがある。そのような不具合が生じないように、例えば定着ユニットを装置本体外に取り出す際には定着ユニットを載せて引き出した受け台が傾斜して、外部に取り出し易くした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、一般に定着ユニットは多大の熱を周囲に放散するが、定着ユニットを装置本体外部に取り出す際、定着ユニットの熱を迅速に冷却するために、定着ユニットのロックを外したとき定着ユニットが自動的に外部に斜めに滑り出してくる構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２６６１５７号公報 特開２００４−２９４８１０号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術は、外部に引き出されたときの受け台のレールや受け台そのものの構成が複雑で、工場における組立工程に掛ける負担が大きいという課題がある。

また、特許文献２の従来技術は、定着ユニットを外部に取り出すときの迅速な放熱を考慮しているのみで、稼動中の装置本体内に定着ユニットがあるときに放散する熱の周囲に及ぼす影響についての考慮は何も開示されていない。

また、この特許文献２の従来技術は、装置本体内にもともと斜めに装着されている定着ユニットに関するもので、装置本体内に定着ユニットが水平に装着されている構成のものには適用できないという課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明は、１つの部材で定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜でき且つ定着ユニットの輻射定着熱を断熱して二次転写部への悪影響を防止する画像形成装置を提供する。

本発明の画像形成装置は、給紙部から画像転写部および定着部を介し排紙部へ向けて鉛直方向に用紙を搬送する搬送路を有し、搬送される用紙に未定着トナー像を定着させる定着ユニットを上記定着部に備える画像形成装置において、装置本体内の対向する二面にそれぞれ設けられ、上記定着ユニットの両端部に係合し、上記定着ユニットを水平方向へ挿脱自在に支持するガイド部材と、上記定着ユニットの装置本体外への移動と連動すべく上記定着ユニットの下方位置に設けられ、一方では上記定着ユニットが装着位置にある時に上記画像転写部を構成すべく水平方向に配設された転写搬送ベルト面への輻射定着熱を断熱する断熱部材となり、他方では上記定着ユニットを装置本体外へ移動することにより上記定着ユニットが上記ガイド部材との係合から外れた際に上記定着ユニットの受け台となる移動部材と、を備えて構成される。上記移動部材は、例えば、中空の断熱板部材からなる。

本発明は、１つの部材で定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜でき且つ定着ユニットの輻射定着熱を断熱して二次転写部への悪影響を防止できるという効果を奏する。

本発明の実施例１に係る移動部材を備えたフルカラーの画像記録装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。 (a) は実施例１に係るプリンタの外観斜視図、(b) はその前扉及び側面の開閉部材を開いてプリンタ内部を示す斜視図である。 (a) は実施例１に係るプリンタの外部に取り出した定着装置の斜視図、(b),(c) は定着装置を装置本体の装着部から取り出す手順を示す図である。 図１では図示を省略した移動部材を分かり易く示すため図１に示したプリンタの内部構成をより模式的に示す断面図である。 移動部材の動作状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は、実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。

上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。

上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。

現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。

また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ１９、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。

上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。

この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。

ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。

そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。

すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。

上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２０が着脱自在に配置されている。

給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。

待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。

この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット２７が配置されて、ベルト式熱定着ユニット２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット５は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する右側面カバーとしての開閉部材を兼ねている。したがって、以後両面印刷用搬送ユニット５を「開閉部材５」と言うこともある。

そして、この両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。

上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部３５が配置されている。

クリーニング部３５は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去して、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器２０に送り込んでいる。

図２(a) は、上記プリンタ１の外観斜視図であり、図２(b) は、前扉及び側面の開閉部材を開いてプリンタ内部を示す斜視図である。尚、図２(a),(b) には図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。

図２(a) に示すように、プリンタ１には、前方には前扉３８が備えられ、右側面には開閉部材５が備えられている。開閉部材５には上部に取っ手３９が配設されている。

このプリンタ１は、図１に示したように、用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。

したがって、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、図２(b) に示すように前扉３８を開いて、キット類を長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。

これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。

また、このプリンタ１は、同様に二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写し、更に鉛直方向に用紙を搬送して転写トナー像を用紙に定着する方式となっている。

したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図２(b) に示すように、右側の開閉部材５を開放するのみで対処できるようになっている。

また、ベルト式熱定着ユニット（以下、単に定着ユニットという）２７において用紙ジャム等の不具合が生じたときも、図２(b) に示すように、右側の開閉部材５を開放し、定着ユニット２７の２つの取っ手４１を両手に持ち、案内レール４２に沿って定着ユニット２７を引き出すことができる。

このとき、詳しくは後述するが、上記定着ユニット２７の引き出しに連動して、定着ユニット２７の断熱部材兼受け台が定着ユニット２７と共に外部に引き出される。尚、案内レール４２は装置本体の前側（図の手前側）にもあるが、同図(b) では、前側のレールは装置内壁の陰になって見えない。

図３(a) は、装置本体外部に取り出した定着ユニット２７の斜視図であり、図３(b),(c) は定着ユニット２７を装置本体の装着部から取り出す手順を示す図である。

図１にも示した定着ユニット２７の２つの取っ手４１は、図２(a) に示すように、それぞれヒンジ４３を支点にして定着ユニット２７の中央部方向に回動自在であり、常には不図示の付勢部材により、定着ユニット２７の外壁に密着状態で収容されている。

また、定着ユニット２７の図の示す紙面奥行き方向の向こう側の側面４４には、図では陰になって見えないが、装置本体側の駆動系のギアに噛合して駆動される定着ユニット側のギアが配設されている。

この定着ユニット２７を装置本体１の装着部から取り出すには、まず図３(b) に示すように、開閉部材５の取っ手３９の中に指先４５を差し入れて取っ手３９を手前に引き起こすと開閉部材５と装置本体１との係合が外れて、図３(b) の矢印ａで示すように、開閉部材５を側面下方に回動させ、図３(c) に示すように、開閉部材５を完全に開成させることができる。

そして、図３(a) に示す２つの取っ手４１を両手に持ち、定着ユニット２７の中央部方向に回動させて引き起こし、定着ユニット２７を図３(c) の矢印ｂで示すように右側面外側方向へ図２(b) に示した案内レール４２に沿って、断熱部材と受け台とを兼ねる移動部材と共に引き出すことができる。

尚、上述した開閉部材５と装置本体１との係合は、装置本体１の内部側壁の上部に固設されているロック係止部４６（手前にも有るロック係止部４６は図では装置本体内部に隠れて見えない）に、開閉部材上部両端近傍に回動自在に配設されている鉤状ロック部材４７（向う側にも有る鉤状ロック部材４７は図では人の腕４８の陰になって見えない）が係止することによって実現している。

図４は、図１では図示を省略した移動部材５０を分かり易く示すため、図１に示したプリンタ１の内部構成を、より模式的に示す断面図である。尚、図４には、図１と同一の構成部分には、参考上各部の相対位置を示すため要所要所に図１と同一の番号を付与して示している。

また、図４には、各給紙カセット２１から、それぞれ待機搬送ローラ対２５を経由して転写ベルト１４及び従動ローラ１６と二次転写ローラ２６との対向部から成る二次転写部を通り更に定着ユニット２７を通って排紙ローラ対３１に至る用紙搬送路４９ａ、４９ｂを、開閉部材を兼ねる両面印刷用搬送ユニット５の開始返送路３２ａ、中間返送路３２ｂ及び終端返送路３２ｃと共に破線で示している。

本例のプリンタ１のように、用紙を鉛直方向に搬送する縦搬送型では、効率上、定着ユニット２７が二次転写部に近接して配置されるので、定着ユニット２７の輻射定着熱が二次転写部直前の転写ベルト１４に悪影響を及ぼす恐れが多分にある。

そこで、本例のプリンタ１には、定着ユニット２７と、定着ユニット２７の下方に隣接する転写ベルト１４との間に上述した移動部材５０が配置されている。移動部材は５０は、中空の断熱板部材からなり、紙面奥行き方向にわたって定着ユニット２７の下部全面を覆うように配置され且つ案内レール４２（図２(b) 参照）と協働して定着ユニット２７を支持している。

図５は、移動部材５０の動作状態を示す図である。図５は、図３(b),(c) にも示したように、オペレータが、定着メンテナンス等の作業のため、右側面カバーとして開閉部材を兼ねる両面印刷用搬送ユニット５をヒンジ５１を支点にして矢印ｃで示すように開成し、定着ユニット２７の取っ手１４を手に取って定着ユニット２７を右方外部に引き出した状態を示している。

この移動部材５０は、単に案内レール４２と協働して定着ユニット２７を支持しているだけでなく、定着ユニット２７の装置本体外への抜き出し時には定着ユニット２７の移動と連動して、一定位置まで定着ユニット２７に追従してせり出すように設けられている。

すなわち、移動部材５０は、定着ユニット２７が図４に示すように装着位置（図５では５０´の位置）にある時には、二次転写部（画像転写部）を構成すべく水平方向に配設された転写ベルト１４の面への輻射定着熱を断熱する断熱部材となる。上述したように移動部材５０は中空の断熱板部材からなるので、断熱性は優れている。

そして、定着ユニット２７が図５に示すように装置本体外へ引き出されて矢印ｄで示すように移動する際には、この移動に連動し追従して、移動部材５０は矢印ｅで示すように装置本体外へ移動する。

移動部材５０は、特には図示しないが、定着ユニット２７の水平移動を案内する案内部材により上記のように装置本体外まで移動し、装置本体側のストッパにより、一定位置で止まる構成となっている。そして、その停止位置で定着ユニット２７の後部のおよそ２／３を移動前から引き続き保持している。

この後、オペレータは、取っ手４１を軽く握っていた両手にさらに力を入れるなどして取っ手４１を確実に把持し、定着ユニット２７を持ち上げるようにして外部に取り出すことができる。

このように、移動部材５０は、オペレータが定着ユニット２７を装置本体外へ引き出した際の定着ユニット２７の落下防止の受け台を兼ねる構成となっている。したがって、装置本体外へ引き出された定着ユニット２７が案内レール４２との係合から外れて、手に掛かるユニットの重さが急激に変化しても、オペレータが手を滑らせて誤って定着ユニットを取り落とすような事態が生じることはない。

本発明は、定着ユニットを装着部に対し水平方向に着脱する画像形成装置に利用することができる。

１ プリンタ
２ 画像形成部
３ 中間転写ベルトユニット
４ 給紙部
５ 両面印刷用搬送ユニット（開閉部材）
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ） 画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ） 感光体ドラム
８ クリーナ
９ 帯電ローラ
１１ 光書込ヘッド
１２ 現像器
１３ 現像ローラ
１４ 転写ベルト
１５ 駆動ローラ
１６ 従動ローラ
１７ ベルト位置制御機構
１８ 一次転写ローラ
１９ 供給ローラ
２０ 廃トナー回収容器
２１ 給紙カセット
２２ 用紙取出ローラ
２３ 給送ローラ
２４ 捌きローラ
２５ 待機搬送ローラ対
２６ 二次転写ローラ
２７ ベルト式熱定着装置（定着装置）
２８ 搬出ローラ対
２９ 排紙トレー
３１ 排紙ローラ対
３２ａ 開始返送路
３２ｂ 中間返送路
３２ｃ 終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 返送ローラ対
３５ クリーニング部
３８ 前扉
３９ 開閉部材取っ手
４１ 定着装置取っ手
４２ 案内レール
４３ ヒンジ
４４ 側面
４５ 指先
４６ ロック係止部
４７ 鉤状ロック部材
４８ 人の腕
４９ａ、４９ｂ 用紙搬送路
５０ 移動部材
５１ ヒンジ

Claims (2)

1. 給紙部から画像転写部および定着部を介し排紙部へ向けて鉛直方向に用紙を搬送する搬送路を有し、搬送される用紙に未定着トナー像を定着させる定着ユニットを前記定着部に備える画像形成装置において、
   装置本体内の対向する二面にそれぞれ設けられ、前記定着ユニットの両端部に係合し、前記定着ユニットを水平方向へ挿脱自在に支持するガイド部材と、
   前記定着ユニットの装置本体外への移動と連動すべく前記定着ユニットの下方位置に設けられ、一方では前記定着ユニットが装着位置にある時に前記画像転写部を構成すべく水平方向に配設された転写搬送ベルト面への輻射定着熱を断熱する断熱部材となり、他方では前記定着ユニットを装置本体外へ移動することにより前記定着ユニットが前記ガイド部材との係合から外れた際に前記定着ユニットの受け台となる移動部材と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動部材は中空の断熱板部材からなる、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。