JP6119494B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着ユニットを装着部に対して安全に脱抜でき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広く知られている。

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脱抜して取り出す際には、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）。

特開２００５−２６６１５７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。

ところで、定着ユニットを装置本体に脱抜する場合には、定着ユニットを脱抜する際の方向が定着ユニットの短手方向か長手方向かのいずれかになるが、それは画像形成装置の全体構造に応じて適宜設計されている。

上記特許文献１の従来技術では、定着ユニットを脱抜する際の方向が搬送される用紙の紙面に直交する方向、つまり、定着ユニットの短手方向に行われる装置を前提としている。

ここで、定着ユニットを特許文献１のように短手方向に脱抜する場合には、一般的に定着ユニットの両端を両手で支えて脱抜する構造が取り易く、手から取り落としたりする機会が比較的少ない。

従って、上記特許文献１では、定着ユニットの長手方向に脱抜、すなわち、搬送される用紙の紙面に沿って定着ユニットを挿脱することに関する記載も無いし、そのような場合に適用する技術思想や課題が存在しない。

一方、定着ユニットを長手方向に脱抜する場合には、手前側に形成される取っ手を片手で掴んで引き出すよう構成することが多く、引き出し操作中に勢い余ってもう一方の手で支える間もなく定着ユニットを装置本体から一気に離間させ、その重量により落下させるという特有の問題が存在した。
そこで、本発明は、定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜でき、装置の破損や操作者の怪我を未然に防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、画像転写部にて未定着トナー像が転写され搬送される記録媒体に前記未定着トナー像を定着させる定着ユニットと、前記定着ユニットを挿脱自在に装着する定着ユニット装着部と、を備え、前記定着ユニット装着部は、前記定着ユニットと係合して前記定着ユニットの装着口から該装着口よりも低位置の装着完了位置までに至り設けられた傾斜する挿脱案内部を有し、前記定着ユニットの挿脱方向が、搬送される前記記録媒体の記録面に沿いかつ搬送方向に直交する方向である、ことを特徴とする。

また、本発明に係る他の態様の画像形成装置は、画像転写部にて未定着トナー像が転写され搬送される記録媒体に前記未定着トナー像を所定の位置で所定のローラにより定着させる定着ユニットと、前記所定の位置を搬送される際の前記記録媒体の記録面に対して前記ローラの長手方向が水平となるように、且つ、前記定着ユニットの挿入方向が前記ローラの長手方向の先端側から挿入される方向となるように、前記定着ユニットを挿脱自在に装着する定着ユニット装着部と、を備え、前記定着ユニット装着部は、前記定着ユニットと係合して前記定着ユニットの装着口から該装着口よりも低位置の装着完了位置までに至り設けられた傾斜する挿脱案内部を有する、ことを特徴とする。

本発明は、定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜でき、装置の破損や操作者の怪我を未然に防止できるという効果を奏する。

本発明の実施例１に係る定着ユニット装着部（傾斜する挿脱案内部）を備えたフルカラープリンタ（画像形成装置）の内部構成を説明する断面図である。 実施例１に係る定着ユニット装着部を備えたフルカラープリンタの外観斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は実施例１に係るフルカラープリンタの前扉を開いて示す定着ユニット装着部近傍の斜視図及び定着ユニットの挿脱方向を説明する図である。 （ａ）乃至（ｃ）は実施例１に係る定着ユニット装着部を備えたフルカラープリンタ及び該定着ユニットをフルカラープリンタの装置本体（プリンタ１）から取り出し操作する手順を説明する図である。 （ａ）乃至（ｃ）は従来例に係るフルカラープリンタ及び定着ユニットをプリンタＰから取り出し操作する手順を説明する図である。

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に係る傾斜する挿脱案内部からなる定着ユニット装着部を備えたフルカラープリンタ（画像形成装置）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、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式熱定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。

上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１のフレームに保持されている。

上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋ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。

上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。

現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０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１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。

この現像器１４には、転写ベルトユニット３の上方に配置されているトナー供給部４のトナーカートリッジ２１から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。

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方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２２と従動ローラ２３を備えている。

駆動ローラ２２には、転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接し、ここに搬送されて来る転写媒体である用紙に対し、転写ベルト８上の一次転写トナー像を二次転写する二次転写部を形成している。

上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し、転写ベルト８を挟むように配置されている。

一次転写ローラ２５は、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、上記の二次転写部まで搬送する。

また、転写ベルト８には、従動ローラ２３に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方にはベルトクリーナ２６が転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている前述した４個のトナーカートリッジ２１で構成されている。このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１のフレームに保持されている。

トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２１は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを収容している。

これらのトナーカートリッジ２１は、プリンタ１に対し前面方向に、すなわち図の紙面奥行き方向手前側に挿脱して着脱自在である。トナーカートリッジ２１には図１では断面図のため見えないが、現像器９にトナーを補給するためのトナー排出口が形成されている。

トナー排出口は、トナーカートリッジ２１がプリンタ１に装着されたとき、現像器９の後方から上に延びだしているトナー補給路に連通し、このトナー補給路を介して現像器９にトナーを補給する。尚、図１では断面図のため見えないが、トナー補給路は転写ベルトユニット３の後方に回り込んで配置されている。

このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から上方にかけて電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。

給紙部５は、１個の給紙カセット３１を備えている。給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。

待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。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６が配置されている。

ベルト式熱定着ユニット６は、定着フレーム６ｅ内に定着ローラ６ａと熱ローラ６ｂを備え、定着ローラ６ａと熱ローラ６ｂには定着ベルト６ｃが掛け渡されている。また、定着ローラ６ａには定着ベルト６ｃを介し押圧ローラ６ｄが圧接していて、定着ニップ部を形成している。

ベルト式熱定着ユニット６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６から搬出する搬出ローラ対３６、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３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット７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開閉部材を兼ねている。

この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する返送開始路３９ａ、それから下方に曲がる返送中間路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる返送終端路３９ｃを有する返送路３９を備えている。

また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記返送終端路３９ｃの出口は、給紙部５の給紙カセット３１に対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。

図２は、上記のプリンタ１の外観斜視図である。尚、図２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に示すように、プリンタ１は、前方に前扉４２を備え、前扉４２の下方つまりプリンタ１の前面底部には、紙カセット３１の前面が外部に露出している。

紙カセット３１の前面には、握り型の取っ手４３が設けられている。この取っ手４３の握り手の上下に形成されている空間部の上空間部４４の奥に指を差し込んで、上記の前扉４２を手前に引くことによって前扉４２を開くことができる。

また、プリンタ１の右側面には開閉部材を兼ねる図１に示した両面印刷用搬送ユニット７の外面部が配置されている。この外面部には上方に取っ手４５が設けられている。そして、プリンタ１の上面には中央部に前述した排紙トレー３７が形成され、手前に操作パネル部４６が形成されている。

図３（a）及び（ｂ）はプリンタ１の前扉４２を開いて示す定着ユニット装着部近傍の斜視図及びベルト式熱定着ユニット６の挿脱方向を説明する図である。尚、図３（ａ）及び（ｂ）には、図１、図２に示したと同一の構成部分には図１、図２に示したと同一の番号を付与して示している。

図３（ａ）に示すように、プリンタ１の前方から前扉４２を開くと、前扉４２はほぼ水平に開いて位置固定される。転写ベルトユニット３の上方には、４個のトナーカートリッジ２２１ｋ、２１ｃ、２１ｍ、２１ｙが交換可能に配置され、その右方にベルト式熱定着ユニット６が配置されている。

また、転写ベルトユニット３の下方には、４個の現像装置９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙがメンテナンスのときには脱抜可能なように配置されている。転写ベルトユニット３のフレーム前部には取っ手４６が形成されている。また、ベルト式熱定着ユニット６にも図３（ａ）では定かには見えないが取っ手５０（図３（ｂ）及び後述する図４も参照）が設けられている。

図３（ｂ）は、ユーザが、前扉４２を矢印ｂで示すようにプリンタ１の手前に開き、内部のベルト式熱定着ユニット６の取っ手５０に手を掛けてベルト式熱定着ユニット６の下面両側端部を詳しくは後述する挿脱案内部としての不図示の案内兼支持レール５１に摺接させながら、矢印ｃで示すように手前に引き出した状態を示している（後述する図４（ｂ）も参照）。

ところで、用紙ジャム発生後や部品交換メンテナンス等でプリンタ１からベルト式熱定着ユニット６を取り出す操作を行う際に、従来では、引き出し操作中に勢い余ってベルト式熱定着ユニット６をプリンタ１から一気に離間させ、その重量により落下させるという特有の課題が存在したことは前述した。

以下、それについて補足説明する。
図５（ａ）乃至（ｃ）は、従来例に係るプリンタＰの定着ユニットＦＵをプリンタＰから取り出し操作する手順を説明する図である。

図５（ａ）は、定着ユニットＦＵがプリンタＰの設置面５２に対し水平に設けられた案内台６３上に定着ユニットＦＵがセットされた状態である。

次に、保守作業等で定着ユニットＦＵを装着部から脱抜する必要が生じた際には、図５（ｂ）に示すように、プリンタＰから作業者の手５３により定着ユニットＦＵの取っ手６４を持ち、定着ユニットＦＵを矢印Ｘ方向へ引き出す。

ここで、案内台６３が設置面５２に水平であることにより、定着ユニットＦＵを引き出す際に作業者は定着ユニットＦＵの重量を感じることがない為、定着ユニットＦＵの長手方向中央部を保持しないことがある。

それにより、定着ユニットＦＵがプリンタＰから完全に離脱した瞬間に定着ユニットＦＵの長手方向中央部に支えがない為、定着ユニットＦＵが矢印Ｙ方向に落下し、破損が発生することがあった。

そこで、本例では、定着ユニットを誤り無く装着部から脱抜できる画像形成装置として、特別の工夫が施されている。以下、これについて説明する。

図４（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例１に係るプリンタ１の定着ユニットを本体装置から取り出し操作する手順を説明する図である。尚、図４（ａ）乃至（ｃ）には、図１乃至図４に示したと同一の構成部分には図１乃至図４に示したのと同一の番号を付与して示している。

本発明のプリンタ１では、ベルト式定着ユニット６を支持する案内台としての案内兼支持レール５１が、ベルト式定着ユニット６の不図示の装着口よりも垂直方向で低位置の装着完了位置（図４（ａ）参照）までに至り傾斜して設けられている。すなわち、プリンタ１の水平面に対して１０°〜３０°の傾きを持って装着口が高くなるよう配設されている。

一方、本発明のベルト式定着ユニット６は、図４（ａ）に示すように定着フレーム６ｅの長手方向に沿った断面が平行四辺形に似た形をしており、一方、この定着フレーム６ｅの内部に配設される定着ローラ６ａ、熱ローラ６ｂ、定着ベルト６ｃ、押圧ローラ６ｄは、プリンタ１が設置される設置面５２である水平面に沿って、各々が定着フレーム６ｅに対して配設されている。

しかして、ベルト式定着ユニット６をプリンタ１の装着部から取り出すには、まず図４（ｂ）に示すように、一方の手５３で取っ手５０を掴み、ベルト式定着ユニット６を矢印ｃで示すように引き出す。

ここで、ベルト式定着ユニット６を引き出す案内兼支持レール５１がプリンタ１に対して１０°〜３０°の傾きを持って配設されているために、ベルト式定着ユニット６を図４（ｂ）に示すように斜め上方向に引き出す際に、引き出し動作に連れて作業者はベルト式定着ユニット６の重量を感じることになって、図４（ｃ）に示すように、自然にもう一方の手５３でベルト式定着ユニット６を支えることになり、図５（ｂ）で示した従来技術の場合と異なり、勢い余ってベルト式定着ユニット６を引き出すようなことがなく、ベルト式定着ユニット６の落下を防ぎ、装置の破損や作業者の怪我を未然に防止することができる。

なお、本発明実施例において、案内兼支持レール５１の傾斜角度１０°〜３０°（プリンタ１の水平面に対する傾斜角）は実用的な装置空間等を考慮して設定されているが、これに限定されるものではなく、より急勾配に設定することも出来る。
また、本発明に関わる定着ユニットとして、ベルト式定着ユニット６で説明したが、定着ユニットとしては、定着ベルトを備えない定着方式やロール式定着以外のオーブン定着方式にも応用できることは言うまでもない。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

画像転写部にて未定着トナー像が転写され搬送される記録媒体に前記未定着トナー像を定着させる定着ユニットと、搬送される前記記録媒体の記録面に沿って前記定着ユニットを挿脱自在に装着する定着ユニット装着部とを備え、
前記定着ユニット装着部は、前記定着ユニットと係合して前記定着ユニットの装着口から該装着口よりも垂直方向で低位置の装着完了位置までに至り設けられた傾斜する挿脱案内部を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
[付記２]

前記定着ユニットは、ユニット本体と、熱ローラを含む複数の定着ローラと、該複数の定着ローラ間に掛け渡された定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラの一つに圧接する押圧ローラとを備える、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]

前記複数の定着ローラと前記押圧ローラとは、前記定着ユニットが前記定着ユニット装着部に装着された際に、それぞれのローラの軸心方向が搬送される前記記録媒体の前記記録面に沿い且つ前記搬送方向と直交する方向に前記ユニット本体に配設されている、
ことを特徴とする付記２記載の画像形成装置。

本発明は、搬送される用紙の紙面に沿って定着ユニットを装着部に対して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（装置本体）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
６ａ 定着ローラ
６ｂ 熱ローラ
６ｃ 定着ベルト
６ｄ 押圧ローラ
６ｅ 定着フレーム
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行面
８ｂ 裏面
９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２１（２２１ｋ、２１ｃ、２１ｍ、２１ｙ） トナーカートリッジ
２２ 駆動ローラ
２３ 従動ローラ
２４ 二次転写ローラ
２５ 一次転写ローラ
２６ ベルトクリーナ
２７ 廃トナー回収容器
２９ 電装部
３１（３１ａ、３１ｂ） 給紙カセット
３２ 用紙取出ローラ
３３ 給送ローラ
３４ 捌きローラ
３５ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 返送開始路
３９ｂ 返送中間路
３９ｃ 返送終端路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 前扉
４３ 取っ手
４４ 上空間部
４５ 取っ手
４６ 操作パネル部
４７ 取っ手
５０ 取っ手
５１ 案内兼支持レール
５２ 設置面
５３ 作業者の手
６３ 案内台
６４ 取っ手
Ｐ プリンタ
ＦＵ 定着ユニット

Claims (4)

1. 画像転写部にて未定着トナー像が転写され搬送される記録媒体に前記未定着トナー像を定着させる定着ユニットと、
   前記定着ユニットを挿脱自在に装着する定着ユニット装着部と、
   を備え、
   前記定着ユニット装着部は、前記定着ユニットと係合して前記定着ユニットの装着口から該装着口よりも低位置の装着完了位置までに至り設けられた傾斜する挿脱案内部を有し、前記定着ユニットの挿脱方向が、搬送される前記記録媒体の記録面に沿いかつ搬送方向に直交する方向である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着ユニットは、ユニット本体と、熱ローラを含む複数の定着ローラと、該複数の定着ローラ間に掛け渡された定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラの一つに圧接する押圧ローラとを備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記複数の定着ローラと前記押圧ローラとは、前記定着ユニットが前記定着ユニット装着部に装着された際に、それぞれのローラの軸心方向が搬送される前記記録媒体の前記記録面に沿い且つ前記搬送方向と直交する方向に前記ユニット本体に配設されている、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 画像転写部にて未定着トナー像が転写され搬送される記録媒体に前記未定着トナー像を所定の位置で所定のローラにより定着させる定着ユニットと、
   前記所定の位置を搬送される際の前記記録媒体の記録面に対して前記ローラの長手方向が水平となるように、且つ、前記定着ユニットの挿入方向が前記ローラの長手方向の先端側から挿入される方向となるように、前記定着ユニットを挿脱自在に装着する定着ユニット装着部と、
   を備え、
   前記定着ユニット装着部は、前記定着ユニットと係合して前記定着ユニットの装着口から該装着口よりも低位置の装着完了位置までに至り設けられた傾斜する挿脱案内部を有する、
   ことを特徴とする画像形成装置。