JP6504801B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着部を有する画像形成装置に関する。

電子写真記録技術を用いた画像形成装置は、記録材のジャム処理、装置のメンテナンス、交換ユニットの交換、等を行うために、画像形成装置の本体に対し開閉可能なドアを備えている。このドアを開いた時、定着部の入口を介してユーザが定着部の内部に触れられないようにするため、定着部の入口に、ドアの開閉に連動して動くシャッタを設けているものもある（特許文献１）。

特開２０１４−１７０１５２号公報

ところで、特許文献１のように、シャッタの回動領域を定着部の内部に設けると定着部が大型化し、画像形成装置も大型化してしまう。

そこで、シャッタの回動領域を定着部の外に設ける構成が考えられる。図１２にその一例を示している。図１２において、定着部１５０の内部には、記録材Ｓ上に形成された未定着トナー画像Ｔを加熱定着するニップ部Ｎを形成するローラ対ＰＲが設けられている。矢印ＣＤは記録材Ｓの搬送方向である。定着部１５０の記録材の入口ＩＮにはシャッタ１６１が軸１６１ａを中心に回動可能に設けられている。シャッタ１６１は入口ＩＮを閉じる位置１６１（ｃｌｏｓｅ）と、開く位置１６１（ｏｐｅｎ）に移動する。１６１ａは、画像形成装置の本体のドア（不図示）が突き当たる、シャッタ１６１に設けられた当接部である。当接部１６１ａはドアを閉じるとドア側（ｄｏｏｒ ｓｉｄｅと示している）から矢印ＤＰの力を受ける。１６１ａ（ｃｌｏｓｅ）がドアを開放した状態のシャッタ位置、即ちシャッタ１６１により入口ＩＮが閉じている状態、１６１ａ（ｏｐｅｎ）がドアを閉じた状態のシャッタ位置、即ち入口ＩＮが開いている状態である。

前述したように、画像形成装置の本体のドアは、記録材のジャム処理、装置のメンテナンス、交換ユニットの交換、等の処理を行うために設けられている。ドアを開いた状態でこれらの処理を行うが、ドアを開くと、シャッタ１６１やシャッタの当接部１６１ａは実線に示す位置（ｃｌｏｓｅの位置）になる。この時、当接部１６１ａが、距離ＰＸで示すように、定着部から大きく突出していると、当接部１６１ａが前述した処理の邪魔になることもある。特に、画像形成装置の本体内から交換ユニットを取り出す場合、交換ユニットが当接部１６１ａに干渉するのは好ましくないし、干渉を防ぐために、距離ＰＸの分、装置を大きくするのも好ましくない。

本発明の目的は、定着部から突出する部分の突出量を抑えられる画像形成装置を提供することにある。

上述の課題を解決するための本発明は、画像形成装置の本体に回動可能に設けられた第１の開閉部材と、記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着部と、前記定着部の記録材の入口を開閉可能な第２の開閉部材と、を有し、前記第１の開閉部材を閉じると前記第１の開閉部材から受ける力によって前記第２の開閉部材が前記入口を開く方向に回動し、前記第１の開閉部材を開くと前記第２の開閉部材が前記入口を閉じる方向に回動する構造を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、前記第１の開閉部材の開閉動作により生じる往復運動を前記第２の開閉部材の回動運動に切換えるクランク機構を有し、前記第２の開閉部材は、記録材の搬送方向に対して直交する方向であって前記定着部の長手方向と平行な回動軸を中心に回動可能に設けられており、前記クランク機構は、前記回動軸に対して前記回動軸のラジアル方向に離れた第１の軸を中心に前記第２の開閉部材と回動可能に繋がったリンク部材を有し、前記装置は更に、前記リンク部材を往復移動可能に案内するガイド有し、前記リンク部材は、前記第１の開閉部材が閉じた時に前記第１の開閉部材が当接し前記第１の開閉部材に押される当接部と、前記第１の軸と前記当接部の間に設けられた第２の軸であって前記ガイドに往復移動可能に保持されている第２の軸と、を有し、前記第１の開閉部材が前記画像形成装置の本体に対して開いた状態から前記第１の開閉部材を閉じ、前記当接部が前記第１の開閉部材に押されると、前記第２の軸が前記ガイドに沿って移動することによって前記リンク部材が前記ガイドに沿って移動すると共に前記第２の軸を中心にして前記リンク部材が回動し、前記リンク部材と前記第１の軸で回動可能に繋がっている前記第２の開閉部材が前記リンク部材の回動に伴って前記入口を開く方向に回動する第１の動作が行われ、前記第１の開閉部材を閉じる動作を更に続けると、前記第２の開閉部材を前記回動軸で回動可能に保持する軸受に前記当接部が当接し、前記軸受に沿って前記当接部が移動することによって前記当接部が前記軸受を中心に回動し、同時に前記第２の軸が前記ガイドに沿って更に移動すると共に前記第２の開閉部材が前記回動軸を中心に更に前記入口を開く方向に回動する第２の動作が行われることを特徴とする。

本発明によれば、定着部から突出する部分の突出量を抑えられる画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の断面図 シャッタ及びドアの動作を説明する断面構成図 シャッタ構成を説明する斜視図 シャッタ動作を説明する断面図 ベルトユニットの取り出し動作を説明する断面図 シャッタ及びドアの動作を説明する断面図 シャッタ動作を説明する断面図 シャッタ及びドアの動作を説明する断面図 シャッタ動作を説明する断面図 シャッタ及びドアの動作を説明する断面図 のシャッタ動作を説明する断面図 比較例のシャッタを説明する断面図

始めに、画像形成装置について図を参照して説明する。図１は本発明を適用した画像形成装置１の断面図である。本例の画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーのレーザビームプリンタである。

図１に示すように、画像形成装置の本体１には、プロセスカートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫを並べて配設してある。各カートリッジはそれぞれ同様な構成のため、ここではカートリッジＰＹについてのみ説明する。カートリッジＰＹは感光体ドラム１１ａ、帯電器１２ａ、現像器１３ａ、クリーニング器１４ａをカートリッジ枠体内に設けたものである。現像器１３ａは現像ローラ１３ａ１を有し、容器内にはトナーを収容させてある。

各カートリッジの上方には、レーザスキャナユニット２を配設してある。このスキャナユニット２は、入力する画像情報に対応してレーザ光を出力し、各ドラム１１の表面をレーザ光で走査する。

各カートリッジの下方には、ベルトユニット２０を配設してある。このベルトユニット２０は、中間転写体としてのエンドレスベルト２１と、このベルト２１を張架及び回転させる駆動ローラ２２、ターンローラ２３、テンションローラ２４を有する。ベルト２１の内側にはベルトを介して各ドラム１１に対向させた４個の一次転写ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを配設してある。駆動ローラ２２には、ベルト２１を介して二次転写ローラ２６を接触させてある。ベルト２１の回転方向において、ベルト２１の二次転写ローラ２６との当接部より下流にはベルトをクリーニングするクリーニングユニット２７が配設してある。

ベルトユニット２０の下方には、シート（記録材）供給部３０を配設してある。シート供給部３０は、シートカセット３１、給紙ローラ３３、分離ローラ３４、搬送ローラ３５で構成される。

４０は画像形成装置の本体１に開閉可能に設けられたドア（第１の開閉部材）である。ドア４０は回動軸４１を中心に回動可能である。二次転写ローラ２６と搬送ガイド４２はドア４０に保持されている。ドア４０はユーザがドアハンドル４３に手を掛けて操作することで開閉する。

二次転写部よりも記録材搬送方向の下流側には、定着部５０、搬送ガイド５１、排紙ローラ対５２を配設してある。

次に、画像を形成するための動作を説明する。各ドラム１１が矢印で示した方向に所定の制御速度で回転駆動される。ベルト２１もドラム回転に順じた方向にドラム１１の速度に対応した速度で回転駆動される。これらが回転した状態で、各カートリッジにおいて、帯電ローラ１２がドラム１１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。スキャナユニット２は各ドラム１１の表面を各色の画像信号に応じてレーザ光で走査露光する。これにより、各ドラム１１の表面には画像信号に応じた静電潜像が形成される。各ドラム１１の表面に形成された静電潜像は、各現像器１３によりトナー画像として現像される。各ドラムの表面に形成されたトナー画像は、一次転写ローラによりベルト２１上に重畳され、ベルト２１上にフルカラーの未定着トナー画像が形成される。

一方、シートカセット３１内のシートＳは、分離ローラ３４と搬送ローラ３５により１枚ずつ給送された後。二次転写ローラ２６とベルト２１との二次転写ニップ部に搬送される。二次転写ニップ部に搬送されたシートＳには、ベルト２１上の未定着トナー画像が転写される。未定着トナー画像が転写されたシートＳは、定着部５０に設けられた入口ガイド５４とシャッタユニット６０の間の入口ＩＮを通り、定着部５０へ導入される。シートＳは定着部５０内のローラ対ＰＲで形成された加熱ニップ部Ｎで加熱及び加圧され、未定着トナー画像はシートＳに定着される。その後、シートＳは排紙ガイド５１でガイドされ、排紙ローラ対５２により排紙トレイ５３に排出される。

次に、ドア（第１の開閉部材）４０及びシャッタユニット６０について説明する。図２はドア４０が装置本体１に対して開いた状態の断面図である。ドア４０は、回動軸４１を支点とし、装置本体に対して回動可能に設けられている。ドア４０が開いた状態におけるシャッタユニット６０の斜視図を図３に、断面図を図４に示す。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、夫々、図３中のライン（ａ）、ライン（ｂ）、ライン（ｃ）における断面を矢印Ｖ方向に見た時の断面図である。

シャッタユニット６０は、シャッタ（第２の開閉部材）６１、リンク部材６２、付勢部材６３、シャッタホルダ６４を有する。シャッタホルダ６４が定着部の筐体に取り付けられていることにより、シャッタユニット６０が定着部５０に設けられている構成になっている。

シャッタ６１は、Ｙ軸方向（シャッタ６１の長手方向）に細長い本体部６１ｍを有する。本体部６１ｍは略板形状であり、定着部５０の入口ＩＮをＹ軸方向に亘って塞ぐことができる。本体部６１ｍのＹ軸方向の両端には壁部６１ｋが設けられており、本体部６１ｍと壁部６１ｋをリブ６１ｒで繋ぐことによりシャッタ６１を補強している。また、本体部６１ｍの先端にはＹ軸方向において複数の突起６１ｐが並んでいる。突起６１ｐは、シャッタ６１が入口ＩＮを塞ぐ方向に移動した時、入口ガイド５４に当接することで移動を規制するための部分である。

シャッタ６１はＹ軸方向の両端に回動軸６１ａを有し、シャッタホルダ６４に設けた軸受６４ａに回動自在に保持されている。また、シャッタ６１には、回動軸６１ａに対してラジアル方向に離れたシャッタ６１の一部にピン（クランクピン、第１の軸）６１ｂが設けられている。ピン６１ｂは、図４（ｂ）に示すように、本体部６１ｍの厚み方向ｔにおいて、本体部６１ｍとオーバーラップする位置に設けられている。シャッタ６１は、回動軸６１ａと同軸上に設けられた付勢部材６３により矢印Ａ方向、即ち定着部５０の入口ＩＮを閉じる方向に付勢されている。なお、本例のシャッタ６１は、本体部６１ｍ、壁部６１ｋ、リブ６１ｒ、突起６１ｐ、回動軸６１ａ、ピン６１ｂを一体成型した部品である。

リンク部材（連接棒）６２は、後述するドア４０の押圧部４４が当接する当接部６２ａ、往復運動する軸（第２の軸）６２ｂ、シャッタ６１に設けられたピン６１ｂを回動可能に保持する軸受６２ｃを有する。当接部６２ａは、軸６２ｂを中心にして軸受６２ｃとは反対側に設けられている。軸６２ｂはシャッタホルダ６４に設けた凹形状のガイドレール６４ｂに嵌合し且つレール内を往復運動できるように設けられている。そして、リンク部材６２の軸６２ｂがガイドレール６４ｂに沿って移動すると、シャッタ６１が回動軸６１ａを中心にして回動する。このように、シャッタ６１とリンク部材６２によりクランク機構が構成されている。クランク機構は、シャッタ６１の回動軸６１ａに対してラジアル方向に離れたシャッタ６１の一部に設けられたピン６１ｂと、ドア４０の開閉動作に応じて往復運動する軸６２ｂと、ピン６１ｂと軸６２ｂを繋ぐリンク部材６２と、を有する。本例では、クランク機構が、Ｙ軸方向において、シャッタユニット６０の一端のみに設けられているが、両端に設けてもよい。

図４（ｃ）に示すように、入口ガイド５４とシャッタ６１で形成される定着部の入口ＩＮを閉じた時のシャッタ６１の位置を第１の位置とする。この時、上述したようにドア４０は本体１に対して開いた状態である。ドア４０を本体１に対して開いた状態の時、ユーザが本体１の内部に手を入れてもシャッタ６１によって入口ＩＮが塞がれているため、ユーザは定着部５０の内部に触れることはできない。また、この状態で、図５に示すように、交換ユニットであるベルトユニット２０をＤＹ方向に取り出すことができる。尚、領域ＤＡは、ベルトユニット２０の移動空間を示している。

図６はドア４０を本体１に対して閉じる途中の断面図である。この途中段階におけるシャッタユニット６０の断面図を図７に示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、図３に示したライン（ａ）及びライン（ｂ）の位置での断面図である。以下、シャッタユニット６０の動作を詳細に説明する。

ドア４０を本体１に対して閉じる動作（矢印Ｄ方向）によって、ドア４０に設けられた押圧部４４がリンク部材６２の当接部６２ａに当接しリンク部材６２を押圧し始める。押圧部４４は斜面を有しているので、当接部６２ａがクランク機構の上死点（ｔｏｐ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）付近に位置していてもクランク機構に動くきっかけを与え、リンク部材６２が移動し易くなっている。押圧部４４に押されるとリンク部材６２はガイドレール６４ｂに沿って矢印Ｂ方向に移動しながら、軸６２ｂを中心にして矢印Ｃ方向に回動する。リンク部材６２が矢印Ｃ方向に回動すると、軸受６２ｃがピン６１ｂに与える力によりシャッタ６１は回動軸６１ａを中心に矢印Ｅ方向に回動する。リンク部材６２が矢印Ｃ方向に回動する期間中のシャッタ６１の動作を第１の動作とする。第１の動作は当接部６２ａが軸受６４ａの円環に当接するまで続く。

第１の動作が終わった状態（図６よりもドア４０が矢印Ｄ方向に回動している状態）の断面図を図８に示す。この状態におけるシャッタユニット６０の断面図を図９に示す。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図３に示したライン（ａ）及びライン（ｂ）の位置での断面図である。以下に説明する第２の動作によって、シャッタ６１の回動量をより大きくすることが可能になる。

ドア４０を本体１に対して閉じる動作（矢印Ｄ方向）を続けると、第１の動作が終了した状態から、更に、当接部６２ａは押圧部４４によって押圧される。これにより、当接部６２ａが軸受６４ａの外周に当接しながら軸受６４ａを中心として矢印Ｇ方向に回動する。同時に、軸６２ｂがガイドレール６４ｂの中を更に矢印Ｂ方向に移動する。リンク部材６２の当接部６２ａの矢印Ｇ方向の回動により、シャッタ６１は回動軸６１ａを中心に矢印Ｅ方向に更に回動する。当接部６２ａが矢印Ｇ方向に回動する期間中のシャッタ６１の動作を第２の動作とする。第２の動作はドア４０が本体１に対して完全に閉じた状態で終わる。

図１０はドア４０を本体１に対して完全に閉じた状態の断面図である。この状態におけるシャッタユニット６０の断面図を図１１に示す。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、図３に示したライン（ａ）、ライン（ｂ）、ライン（ｃ）の位置での断面図である。図１１（ｃ）に示すように、定着部５０の入口ＩＮが開いた状態にあるシャッタ６１の位置を第２の位置とする。この時、装置本体のＹ軸方向における両端に設けられた不図示のロック機構により、ドア４０は装置本体１に対して閉じた状態を保っている。

ユーザがドアハンドル４３を把持するとロック機構が解除し、ドア４０を本体１に対して開放可能となる。ドア４０を開くと、シャッタ６１は付勢部材６３の付勢力によって、定着部５０の入口を塞ぐ第１の位置に復帰する。

上述したように、クランク機構を用いてシャッタ６１を回動させる構成の場合、シャッタ６１の押圧力を受ける部分、即ちピン６１ｂを、シャッタ６１の本体部６１ｍの厚み方向ｔにおいて、本体部６１ｍとオーバーラップする位置に設けても、シャッタ６１を回動させることができる。ピン６１ｂが本体部６１ｍとオーバーラップする位置にあると、図４（ｂ）に示すように、シャッタ６１（の本体部６１ｍ）が入口ＩＮを閉じた第１の位置に移動した時、ピン６１ｂの位置も、交換ユニットであるベルトユニット２０の移動空間ＤＡから十分に退避した位置に移動する。定着部５０からベルトユニット２０の移動空間ＤＡに向って突出する部分の突出量を抑えられので、図５のように、ベルトユニット２０をシャッタユニット６０と干渉することなく取り出すために装置本体を大型化する必要がなくなる。

次に、上述した第１の動作における、シャッタユニット６０の各部品の位置関係について図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）はシャッタ６１が第１の位置にある時のシャッタユニット６０断面図である。例えば、当接部６２ａ、軸６２ｂ、ガイドレール６４ｂ、軸受６２ｃ、ピン６１ｂ、軸受６４ａ、回動軸６１ａが図４（ａ）に示す位置関係にある場合、当接部６２ａがαの範囲で押圧されると、リンク部材６２は矢印Ｂ方向の移動と矢印Ｃ方向の回転運動を合成した矢印Ｆの軌跡で動作する。

次に、第２の動作における、シャッタユニット６０の各部品の位置関係について図９（ａ）を用いて説明する。図９（ａ）はシャッタ６１が第１の動作を終えた時のシャッタユニット６０断面図である。例えば、当接部６２ａ、回動軸受６２ｃ、ピン６１ｂ、軸受６４ａ、回動軸６１ａが図９（ａ）に示す位置関係にある場合、当接部６２ａがβの範囲で押圧されると、リンク部材６２は軸受６４ａを中心に矢印Ｇ方向に回動する。

即ち、本実施例では、ドア４０を閉じる動作により、リンク部材６２の動作が、第１の動作で矢印Ｂ方向に移動しながら矢印Ｃ方向に回転運動し、第２の動作で矢印Ｇ方向に回転運動する。これにより、シャッタ６０が第１の位置から第２の位置へ回動する。このように、シャッタ６１は第１の動作に加え第２の動作を行うことで、小さなスペースでより大きな回動量を得ることが可能になる。

なお、第１の開閉部材としてベルトユニット２０を取り出すドア４０を用いて説明したが、他のドア、例えばプロセスカートリッジの着脱用ドアを第１の開閉部材として、このドアの動作により定着部のシャッタを動かすものに上述した構成を適用してもよい。

１ 画像形成装置の本体
２０ ベルトユニット
２７ ベルトクリーニングユニット
４０ ドア
５０ 定着部
６１ シャッタ
６２ リンク部材
６４ シャッタホルダ

Claims (2)

1. 画像形成装置の本体に回動可能に設けられた第１の開閉部材と、
   記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着部と、
   前記定着部の記録材の入口を開閉可能な第２の開閉部材と、
   を有し、前記第１の開閉部材を閉じると前記第１の開閉部材から受ける力によって前記第２の開閉部材が前記入口を開く方向に回動し、前記第１の開閉部材を開くと前記第２の開閉部材が前記入口を閉じる方向に回動する構造を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
   前記第１の開閉部材の開閉動作により生じる往復運動を前記第２の開閉部材の回動運動に切換えるクランク機構を有し、
   前記第２の開閉部材は、記録材の搬送方向に対して直交する方向であって前記定着部の長手方向と平行な回動軸を中心に回動可能に設けられており、
   前記クランク機構は、前記回動軸に対して前記回動軸のラジアル方向に離れた第１の軸を中心に前記第２の開閉部材と回動可能に繋がったリンク部材を有し、
   前記装置は更に、前記リンク部材を往復移動可能に案内するガイド有し、
   前記リンク部材は、前記第１の開閉部材が閉じた時に前記第１の開閉部材が当接し前記第１の開閉部材に押される当接部と、前記第１の軸と前記当接部の間に設けられた第２の軸であって前記ガイドに往復移動可能に保持されている第２の軸と、を有し、
   前記第１の開閉部材が前記画像形成装置の本体に対して開いた状態から前記第１の開閉部材を閉じ、前記当接部が前記第１の開閉部材に押されると、前記第２の軸が前記ガイドに沿って移動することによって前記リンク部材が前記ガイドに沿って移動すると共に前記第２の軸を中心にして前記リンク部材が回動し、前記リンク部材と前記第１の軸で回動可能に繋がっている前記第２の開閉部材が前記リンク部材の回動に伴って前記入口を開く方向に回動する第１の動作が行われ、
   前記第１の開閉部材を閉じる動作を更に続けると、前記第２の開閉部材を前記回動軸で回動可能に保持する軸受に前記当接部が当接し、前記軸受に沿って前記当接部が移動することによって前記当接部が前記軸受を中心に回動し、同時に前記第２の軸が前記ガイドに沿って更に移動すると共に前記第２の開閉部材が前記回動軸を中心に更に前記入口を開く方向に回動する第２の動作が行われることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の軸は、前記第２の開閉部材の本体部の厚み方向において、前記本体部とオーバーラップする位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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