JP6593272B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、用紙等の記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニットを備える。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、着脱可能な定着ユニット等の摺動案内部材及び位置決め部材を、装置本体に固定した同一の両側板に形成して構成される。

また、特許文献２に記載の画像形成装置は、画像形成装置本体から着脱可能な定着装置を備える。定着装置は、定着装置の側板に画像形成装置本体の定着装置支持部材との位置決めを兼ねる係合部を有し、係合部に根元部で定着装置支持部材と係合する上方への突起形状を有し、定着装置支持部材には定着装置を上方へ付勢する弾性部材を備える。

特開平４−２６９７６７号公報 特開２００４−１５７４２９号公報

定着ユニットは、トナー像を加熱する回転可能な加熱部材や加熱部材へと回転駆動力を伝達する入力ギア等を備える。画像形成装置は、駆動ギアやモーター等の駆動装置を装置本体に備えて、回転駆動力を定着ユニットの入力ギアへと入力する。定着ユニットが装置本体の駆動装置から回転駆動力を入力すると、入力ギアが振動し、更にその振動が加熱部材や他の各部に伝わって振動させることがある。定着ユニットでは、このような振動によって定着処理が不安定となり、画像不良を生じるおそれがある。

従来の画像形成装置は、定着ユニットの板金フレームの剛性を上げることによって、定着ユニットへ振動が伝わることを抑制するように構成される場合がある。しかしながら、このような構成では、板金フレームのコストや重量が増加してしまう。あるいは、従来の画像形成装置は、加振源の入力ギアの振動を直接抑制するように構成される場合がある。しかしながら、このような構成では、入力ギアの振動を直接抑制するための機構が必要となり、その機構を設けるためのコストや重量が増加し、更にその機構を設けるスペースを確保するために装置が大型化してしまう。

なお、上記のように装置本体の両側板に摺動案内部材及び位置決め部材を形成した構成では、入力ギアや定着ユニットの振動を抑制することができない。

また、上記のように定着装置支持部材に対して位置決めされる係合部を備える構成では、定着装置支持部材の根元に絞り部を形成して強度を高めたり、係合部に突起形状を設けたりする必要がある。そのため、構成が複雑化し、コストが増加してしまう。また、定着装置を付勢する弾性部材を備えるためのコストや重量が増加し、更に弾性部材を設けるスペースを確保するために装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ユニットの重量やコストを増加することなく、回転駆動力の入力による振動を抑制することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニットと、前記定着ユニットが装着される装置本体と、を備え、前記装置本体は、前記定着ユニットの装着位置に形成された開口と、当該開口の縁部から前記定着ユニットの装着方向に突出すると共に前記開口を閉塞する方向に屈曲された弾性変形可能な当接部を有する保持部を備え、前記定着ユニットは、前記保持部に対応する位置で突出して形成され、前記当接部を押圧しながら前記開口に進入することで前記開口に嵌合される被保持部を備えることを特徴とする。

前記装置本体は、前記保持部が形成される保持フレームを備え、前記定着ユニットは、前記被保持部が形成される定着フレームを備えてもよい。

前記被保持部は、前記当接部と当接する方向に延びる板状に形成されてもよい。

前記当接部は、前記開口の上縁部から突出していて前記開口を上側から閉塞する方向に屈曲された上当接部と、前記開口の下縁部から突出していて前記開口を下側から閉塞する方向に屈曲された下当接部とから構成されてもよい。

前記定着ユニットは、回転可能な加熱部材と、前記加熱部材へと回転駆動力を伝達する回転可能な入力ギアと、を備え、前記装置本体は、前記入力ギアへと回転駆動力を入力する回転可能な駆動ギアを備え、前記定着ユニットは、前記駆動ギアと前記入力ギアとの接線方向の端部に、前記接線方向に突出した前記被保持部を備えてもよい。

本発明によれば、定着ユニットの重量やコストを増加することなく、回転駆動力の入力による振動を抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターを模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターを背面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける本体フレームを正面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける本体フレームを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットを装着した本体フレームを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットを装着した本体フレームを示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、本体フレームの保持フレーム及び定着ユニットを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、本体フレームの保持フレーム及び定着ユニットを示す拡大斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットを装着した後の本体フレームの保持フレームを示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットを装着する前の本体フレームの保持フレームを示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける定着ユニットを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける定着ユニットを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットの第１フレームを背面側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットの第１フレームを右側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける定着ユニットを右側から示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着ユニットの右側カバーを左側から示す斜視図である。

本発明の一実施形態に係るカラープリンター１（画像形成装置）について図面を参照しながら説明する。図１は、カラープリンター１を模式的に示す断面図である。便宜上、図１における紙面左側をカラープリンター１の前側として説明する。

図１に示すように、カラープリンター１は、略箱型形状のプリンター本体２（装置本体）を備える。プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上部には、排紙トレイ４が設けられる。

プリンター本体２の中央部には、中間転写ベルト５が複数のローラー間に架設される。中間転写ベルト５の下面側に沿って、４個の画像形成部６がトナーの色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色）毎に設けられる。各画像形成部６は、回転可能な感光体ドラムを備え、感光体ドラムの周囲には、帯電装置と、現像装置と、一次転写部と、クリーニング部と、除電器とが、一次転写処理順に配置される。４個の画像形成部６の下方には、露光装置７が設けられる。

プリンター本体２の右側部には、用紙の搬送経路１０が上下方向に設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部１１が設けられる。搬送経路１０の中流部には中間転写ベルト５の右端側に二次転写部１２が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着ユニット１３が設けられる。搬送経路１０の下流端には排紙部１４が設けられる。搬送経路１０の右側には、両面印刷用の反転経路１５が設けられる。

なお、プリンター本体２の内部には、定着ユニット１３や他の各部へと回転駆動力を入力する駆動装置１６が設けられ、駆動装置１６は、例えば、モーター等の駆動源（図示せず）や駆動ギア１７（図１６参照）を備える。駆動ギア１７は、プリンター本体２内に回転可能に支持され、駆動源を稼働させることで発生した回転駆動力により回転し、その回転駆動力を定着ユニット１３の入力ギア３７（図１３、図１６等参照）へと入力する。

次に、カラープリンター１の画像形成動作について説明する。先ず、各画像形成部６において、感光体ドラムが、帯電装置によって帯電された後、露光装置７によって画像データに基づいて露光されることで、感光体ドラム上に静電潜像が形成される。感光体ドラム上の静電潜像は、現像装置によって各色のトナー像に現像され、トナー像は、一次転写部によって中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作を４つの画像形成部６で行うことによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。このトナー像は、中間転写ベルト５の回転によって、所定のタイミングで二次転写部１２へと供給される。

一方、給紙カセット３に収納された用紙は、給紙部１１によって取り出されて搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、上記の所定のタイミングで二次転写部１２へと搬送される。二次転写部１２では、中間転写ベルト５上のトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、搬送経路１０において定着ユニット１３へと搬送されて、定着ユニット１３によってトナー像が用紙に定着される。その後、トナー像が定着された用紙は、排紙部１４から排紙トレイ４へと排出される。

次に、プリンター本体２について更に説明する。プリンター本体２は、本体フレーム２０（図４〜図７参照）と、本体フレーム２０を覆う外装カバー２１（図２及び図３参照）とから構成される。本体フレーム２０は、図４〜図７に示すように、例えば、底板２２と、本体左側板２３と、本体右側板２４と、保持フレーム２５とを備え、底板２２の左右方向両端から本体左側板２３及び本体右側板２４を上方に立設して構成される。

保持フレーム２５は、図４、図５及び図７に示すように、定着ユニット１３が取り付けられる取付面を後側に有し、左右方向に長い略平板状の板金で形成される。保持フレーム２５は、本体フレーム２０の後上部で、本体フレーム２０の後端から所定間隔（図６及び図７に示すように、定着ユニット１３を配置可能な所定のスペース）を空けて本体左側板２３及び本体右側板２４の間に架設される。保持フレーム２５は、定着ユニット１３を保持するための１つ以上の保持部２６を備え、例えば、図８〜図１１に示すように、定着ユニット１３の装着位置として、上下方向中央において左右方向両端の位置に２つの保持部２６を備える。

各保持部２６は、前後方向に貫通して形成される開口２７と、開口２７の縁部から定着ユニット１３の装着方向（前方）へと延設される弾性変形可能な当接部２８とを有する。開口２７は、後述する定着ユニット１３の被保持部５１を嵌合可能な寸法で形成される。当接部２８は、保持フレーム２５に一体に形成されていて、図１１に示すように、開口２７を閉塞する方向に屈曲された板ばね状に形成される。例えば、当接部２８は、開口２７の上縁部２７ａに設けられる上当接部２８ａと、開口２７の下縁部２７ｂに設けられる下当接部２８ｂとを有する。上当接部２８ａは、開口２７の上縁部２７ａから前方に向かって斜め下方向に延設され、開口２７を上側から閉塞する方向に屈曲されて形成される。下当接部２８ｂは、開口２７の下縁部２７ｂから前方に向かって斜め上方向に延設され、開口２７を下側から閉塞する方向に屈曲されて形成される。

次に、定着ユニット１３について更に説明する。定着ユニット１３は、プリンター本体２に対して着脱可能に設けられ、特に、図６や図７に示すように、本体フレーム２０の保持フレーム２５に対して装着及び離脱するように構成される。定着ユニット１３は、左右方向に長い形状を有し、図１２に示すように、定着フレーム３０と、加熱部材３１と、加圧部材３２と、分離板３３と、加圧機構３４と、用紙検知部３５と、一対の排出ローラー３６と、入力ギア３７（図１３、図１６参照）とを備える。

定着フレーム３０は、中空の略箱型形状に形成され、定着処理される用紙を入力する開口を下面に有すると共に、定着処理後の用紙を出力する開口を上面に有して、上下方向に搬送経路１０が通過するように構成される。定着フレーム３０は、加熱部材３１を取り付けるための第１フレーム４１と、加圧部材３２を取り付けるための第２フレーム４２とを備える。定着フレーム３０において、第１フレーム４１は、定着ユニット１３の装着方向側（前側）に設けられ、第２フレーム４２は、定着ユニット１３の離脱方向側（後側）に設けられる。また、定着フレーム３０は、第１フレーム４１を定着ユニット１３の装着方向側（前側）から覆う第１カバー４３と、第２フレーム４２を定着ユニット１３の離脱方向側（後側）から覆う第２カバー４４とを備える。更に、定着フレーム３０は、図１３に示すように、第１フレーム４１を左側から覆う左側カバー４５と、第１フレーム４１を右側から覆う右側カバー４６とを備える。

第１フレーム４１は、左右方向に長い形状を有し、図１４や図１５に示すように、定着左側板４７と、定着右側板４８と、前板４９とを備え、定着左側板４７及び定着右側板４８の間に前板４９を架設して構成される。定着左側板４７及び定着右側板４８は、略対称的な形状で形成され、加熱部材３１を取り付けるための取付穴５０を同軸に有する。また、定着左側板４７及び定着右側板４８は、定着ユニット１３の装着方向側（前側）に突出した被保持部５１を備える。なお、第１フレーム４１が第１カバー４３に覆われた状態でも、被保持部５１は、第１カバー４３よりも外側に突出している。

被保持部５１は、定着ユニット１３が保持フレーム２５に装着される状態で、保持フレーム２５の保持部２６に対応する位置に設けられる。被保持部５１は、保持部２６の開口２７に嵌合可能な形状で形成され、定着ユニット１３が保持フレーム２５に装着されるときに、保持部２６の当接部２８に当接しつつ押圧し、例えば、上当接部２８ａ及び下当接部２８ｂをそれぞれ上方及び下方へと押圧しながら開口２７に進入して、開口２７に嵌合される。

なお、被保持部５１は、当接部２８（上当接部２８ａ及び下当接部２８ｂ）と当接する方向に延びる板状に形成されることで、当接部２８に対する剛性を高めることができ、当接部２８からの反発力による変形や損傷等を回避することができる。また、被保持部５１は、先端（前端）の上面及び下面がテーパー状に形成されることで上当接部２８ａ及び下当接部２８ｂを容易に押圧可能となる。

前板４９は、保持フレーム２５の取付面に対向する対向面を前側に有し、左右方向に長い略平板状の板金で形成される。

加熱部材３１は、前後方向に長い円柱状に形成されると共に、定着フレーム３０の第１フレーム４１内で、定着左側板４７及び定着右側板４８の取付穴５０にベアリング（図示せず）を介して回転可能に支持される加熱ローラーである。加熱部材３１の回転軸方向は、左右方向であり、加熱部材３１の回転軸右端には、加熱部材３１へと回転駆動力を伝達するための伝達ギア（図示せず）が設けられる。加熱部材３１は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等の熱源３１ａを内部に備え（図１２参照）、熱源３１ａによって加熱部材３１の表面が加熱される。

加圧部材３２は、前後方向に長い円柱状に形成されると共に、定着フレーム３０の第２フレーム４２内でベアリング（図示せず）を介して回転可能に支持される加圧ローラーである。加圧部材３２は、加熱部材３１の外周面に対して圧接されることで、加熱部材３１と加圧部材３２との間に定着ニップＮが形成される。加圧部材３２の回転軸方向は、左右方向であり、加圧部材３２は、加熱部材３１の回転に伴って摺動して回転する。

分離板３３は、加熱部材３１の上方に設けられ、加熱部材３１と加圧部材３２との間の定着ニップＮを通過して定着処理された用紙を加熱部材３１から分離する。

加圧機構３４は、加圧部材３２を加熱部材３１に対して圧接するための機構である。加圧機構３４は、例えば、加熱部材３１が設けられる第１フレーム４１と、加圧部材３２が設けられる第２フレーム４２との間に連結される加圧ばね３４ａを備え、加圧ばね３４ａの付勢力によって第２フレーム４２を第１フレーム４１側に付勢することによって、加圧部材３２を加熱部材３１に対して圧接する。また、加圧機構３４は、加圧ばね３４ａの付勢力を調整する加減圧調整部３４ｂを備える（図１３等参照）。

用紙検知部３５は、定着ニップＮと一対の排出ローラー３６との間の搬送経路１０上に設けられ、定着処理されて排出される用紙を検知するアクチュエーター等で構成される。

一対の排出ローラー３６は、定着フレーム３０の上面の開口に設けられ、定着処理された用紙を搬送経路１０に沿って排紙部１４へと出力する。

入力ギア３７は、図１６や図１７に示すように、定着フレーム３０の第１フレーム４１と右側カバー４６との間に回転可能に設けられ、プリンター本体２内の駆動装置１６の駆動ギア１７の上方に配置される。入力ギア３７の回転軸方向は、左右方向であり、入力ギア３７の回転方向は、右側から見て時計回り方向である。入力ギア３７は、加熱部材３１の伝達ギア（図示せず）に接続されると共に、駆動装置１６の駆動ギア１７に接続される。なお、駆動ギア１７の回転軸方向も、左右方向であり、駆動ギア１７の回転方向は、右側から見て反時計回り方向である。

即ち、駆動装置１６の駆動ギア１７と定着ユニット３０の入力ギア３７との間で回転駆動力が入力される方向Ａ（駆動ギア１７と入力ギア３７との接線方向）は、定着ユニット１３の装着方向（前方）である。従って、定着フレーム３０において、第１フレーム４１の定着左側板４７及び定着右側板４８の被保持部５１は、駆動ギア１７と入力ギア３７との接線方向Ａにおける端部で、この接線方向Ａに向かって突出して設けられることとなる。

本実施形態によれば、上述のように、カラープリンター１は、用紙（記録媒体）にトナー像を定着させる定着ユニット１３と、定着ユニット１３が装着されるプリンター本体２（装置本体）とを備える。プリンター本体２は、本体フレーム２０の保持フレーム２５において、定着ユニット１３の装着位置に形成された開口２７と、この開口２７の縁部から定着ユニット１３の装着方向に突出すると共に開口２７を閉塞する方向に屈曲された弾性変形可能な当接部２８を有する保持部２６を備える。定着ユニット１３は、定着フレーム３０（第１フレーム４１）において、保持部２６に対応する位置で突出して形成され、当接部２８を押圧しながら開口２７に進入することで開口２７に嵌合される被保持部５１を備える。

これにより、定着ユニット１３で生じる振動を、定着ユニット１３の装着機構である保持部２６の弾性（ばね性）によって吸収して抑制することができる。従って、定着ユニット１３での定着処理を安定させ、画像不良を抑制することが可能となる。このように、定着ユニット１３の振動を抑制する特別な素材や部品を必要としないため、コストや重量を軽減すると共に、省スペース化を実現することが可能となる。

更に、本実施形態によれば、プリンター本体２は、保持部２６が形成される保持フレーム２５を備え、定着ユニット１３は、被保持部５１が形成される定着フレーム３０を備える。

これにより、既存のカラープリンター１や他の画像形成装置においても、保持フレーム２５や定着フレーム３０を変更するだけで、定着ユニット１３で生じる振動を抑制することができる。

更に、本実施形態によれば、被保持部５１は、保持部２６の当接部２８と当接する方向に延びる板状に形成される。

これにより、保持部２６の当接部２８に対する被保持部５１の剛性を高めることができ、当接部２８からの反発力による被保持部５１の変形や損傷等を回避することができる。

更に、本実施形態によれば、保持部２６の当接部２８は、
開口２７の上縁部２７ａから突出していて開口２７を上側から閉塞する方向に屈曲された上当接部２８ａと、開口２７の下縁部２７ｂから突出していて開口２７を下側から閉塞する方向に屈曲された下当接部２８ｂとから構成される。

これにより、定着ユニット１３で生じる上下方向の振動を、効率良く抑制することができる。

更に、本実施形態によれば、定着ユニット１３は、回転可能な加熱部材３１と、加熱部材３１へと回転駆動力を伝達する回転可能な入力ギア３７とを備える。プリンター本体２は、入力ギア３７へと回転駆動力を入力する回転可能な駆動ギア１７を備える。また、定着ユニット１３は、定着フレーム３０（第１フレーム４１）において、駆動ギア１７と入力ギア３７との接線方向の端部に、接線方向に突出した被保持部５１を備える。

これにより、定着ユニット１３が駆動装置１６から回転駆動力を入力する際に伝わる振動を効率良く抑制することができる。また、駆動装置１６から入力する回転駆動力によって、定着ユニット１３を移動させる力が働く場合でも、この力は、定着ユニット１３がプリンター本体２に装着される方向に作用する。従って、定着ユニット１３の稼働時に、定着ユニット１３の第１フレーム４１がプリンター本体２の保持フレーム２５に引き寄せられ、被保持部５１が保持部２６に嵌合する方向に力が作用する。これにより、被保持部５１が保持部２６の当接部２８にしっかり接触し、例えば、被保持部５１の下側が下当接部２８ｂにしっかり接触すると共に被保持部５１の上側が上当接部２８ａに当接するため、当接部２８（上当接部２８ａ、下当接部２８ｂ）の弾性を十分に利用して、定着ユニット１３の振動を抑制することができる。

本実施形態では、本体フレーム２０の保持フレーム２５に設けられる１つ以上の保持部２６のそれぞれに、弾性変形可能な当接部２８を設ける構成について説明したが、他の異なる実施形態では、１つ以上の保持部２６の内、少なくとも１つの保持部２６に弾性変形可能な当接部２８を設けてもよい。

本実施形態では、内部に熱源３１ａを備える加熱ローラーとしての加熱部材３１を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ベルトを備える加熱部材や、外部にＩＨコイル等の熱源を備える加熱部材を用いてもよい。

本実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等のカラープリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１ カラープリンター（画像形成装置）
２ プリンター本体（装置本体）
１０ 搬送経路
１３ 定着装置
１６ 駆動装置
１７ 駆動ギア
２０ 本体フレーム
２３ 本体左側板
２４ 本体右側板
２５ 保持フレーム
２６ 保持部
２７ 開口
２８ 当接部
２８ａ 上当接部
２８ｂ 下当接部
３０ 定着フレーム
３１ 加熱部材
３２ 加圧部材
３４ 加圧機構
３６ 一対の排出ローラー
３７ 入力ギア
４１ 第１フレーム
４２ 第２フレーム
４５ 左側カバー
４６ 右側カバー
４７ 定着左側板
４８ 定着右側板
４９ 前板
５０ 取付穴
５１ 被保持部

Claims (3)

1. 回転可能な加熱部材と加圧部材とを備え、記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニットと、
   前記定着ユニットが装着される装置本体と、を備え、
   前記装置本体は、前記定着ユニットの装着位置に形成された開口と、当該開口の縁部から前記定着ユニットの装着方向に突出すると共に前記開口を閉塞する方向に屈曲された弾性変形可能な当接部を有する保持部を備え、
   前記定着ユニットは、前記保持部に対応する位置で突出して形成され、前記当接部を押圧しながら前記開口に進入することで前記開口に嵌合される被保持部を備え、
   前記装置本体は、前記保持部が形成される保持フレームを備え、
   前記定着ユニットは、前記被保持部が形成され、前記加熱部材を支持する定着フレームを備え、
   前記被保持部は、前記当接部と対向する方向に延びた板状に形成され、前記被保持部の板厚面が前記当接部と当接することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記当接部は、前記開口の上縁部から突出していて前記開口を上側から閉塞する方向に屈曲された上当接部と、前記開口の下縁部から突出していて前記開口を下側から閉塞する方向に屈曲された下当接部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着ユニットは、前記加熱部材へと回転駆動力を伝達する回転可能な入力ギアを備え、
   前記装置本体は、前記入力ギアへと回転駆動力を入力する回転可能な駆動ギアを備え、
   前記定着ユニットは、前記駆動ギアと前記入力ギアとの接線方向の端部に、前記接線方向に突出した前記被保持部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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