WO2021235315A1 - 画像形成装置 - Google Patents
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- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shapes of the columns and cross beams constituting the projecting frame portion.
- FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing the modified example 1.
- FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing the modified example 2.
- FIG. 1 shows a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus 1 in an embodiment.
- the front side and the rear side mean the front side and the rear side of the image forming apparatus 1 (the front side and the back side in the vertical direction of the paper surface in FIG. 1)
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Abstract
少ない部品点数で定着ユニットを高精度に位置決めし、且つ、定着ユニットの良好な着脱性を担保する。定着ユニット8の回転定着部材81又は回転加圧部材82の一方におけるユニット挿抜方向の奥側端部には被駆動ギア84が連結されている。被駆動ギア84は、画像形成装置本体に設けられた駆動ギア14に噛合する。駆動ギア14及び被駆動ギア84は、互いの噛合位置Mにおいて該駆動ギア14の歯面から該被駆動ギア84の歯面に伝達される伝達力Fが、水平方向において定着ユニット8を一対の柱121,122に押し付ける向きの成分を有するように構成されている。定着ユニット8は、定着ユニット収容部2eに収容された状態で、前記伝達力Fにより一対の柱121,122に押付けられて挿抜方向に直交する方向の位置決めがなされる。
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、互いに圧接された状態で回転する定着ローラー及び加圧ローラーによってシートにトナー像を定着する定着ユニットを備えている。この定着ユニットでは、定着ローラー及び加圧ローラー間に形成されたニップ部をシートが通過する際に該シート上のトナー像が加熱及び加圧されてシートに定着される。
定着ユニットは通常、定着ローラー及び加圧ローラーを収容するハウジングを有している。ハウジングは、画像形成装置本体に対して着脱自在に装着される。特許文献1には、画像形成装置本体に対する定着ユニットの着脱構造の一例が開示されている。
この画像形成装置では、定着ユニットの着脱方向は、ハウジングの長手方向(定着ローラーの軸心方向)に直交する方向に設定されている。ハウジングの長手方向の両側面にはそれぞれ係合ピンが突設されている。画像形成装置本体には、定着ユニットを画像形成装置本体に装着した際に各係合ピンに係合するとともに、定着ユニットを付勢部材の付勢力により画像形成装置本体に対して装着方向に押付ける押付部材が設けられている。この押付け部材は所定軸回りに回動可能に配置されており、操作レバーを操作することで押付部材と係合ピンとの係合が解除される。
特許文献1に示すように、定着ユニットに設けられた係合ピンを画像形成装置本体に設けられた係合溝に係合させる従来の位置決め構造では、定着ユニットの着脱性を確保するために、係合ピンに対する係合溝の径を大きく取る必要がある。しかし、係合ピンに対する係合溝の径を大きくとると、定着ユニットの位置決め位置決め精度が低下するという問題が生じる。
また、前記従来の位置決め構造では、定着ユニットを画像形成装置本体に固定するための付勢機構(付勢部材等)や、該固定を解除するための解除機構(操作レバー等)を別途設ける必要がある。このため、部品点数が増加してコスト増加を招くという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、少ない部品点数で定着ユニットを高精度に位置決めし、且つ、定着ユニットの良好な着脱性を担保することにある。
本発明に係る画像形成装置は、回転定着部材及び回転加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、トナー像を担持したシートを通過させることで当該シートにトナー像を定着させる定着ユニットと、前記定着ユニットを挿抜自在に収容する定着ユニット収容部とを有する画像形成装置本体と、を備えている。
そして、前記定着ユニット収容部に対する前記定着ユニットの挿抜方向は前記回転加圧部材の軸方向に一致しており、前記画像形成装置の骨格フレームは、前記定着ユニット収容部に隣接して配置され、前記定着ユニットの挿抜方向に間隔を空けて並ぶ一対の柱と、該挿抜方向から見て、前記一対の柱のそれぞれに直角に接続され、前記定着ユニットの下面を支持する一対の横梁とを有し、前記定着ユニットの回転定着部材又は回転加圧部材の一方における前記挿抜方向の奥側端部に回転一体に連結された被駆動ギアと、前記定着ユニット収容部における前記挿抜方向の奥側端部に設けられ、該定着ユニット収容部に前記定着ユニットが収容された際に前記被駆動ギアに噛合する駆動ギアと、前記駆動ギアを回転駆動する駆動源とを備え、前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、互いの噛合位置において該駆動ギアの歯面から該被駆動ギアの歯面に伝達される伝達力が、水平方向において前記定着ユニットを前記一対の柱に押し付ける向きの成分を有するように構成され、前記定着ユニットは、前記定着ユニット収容部に収容された状態で、前記伝達力により前記一対の柱に押付けられて前記挿抜方向に直交する方向の位置決めがなされる。
本発明によれば、少ない部品点数で定着ユニットを高精度に位置決めし、且つ、定着ユニットの良好な着脱性を担保することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態》
図1は、実施形態における画像形成装置1を示す概略構成図を示す。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置1の前側、後側(図1の紙面垂直方向の手前側、奥側)を意味し、左側、右側は、画像形成装置1を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。
図1は、実施形態における画像形成装置1を示す概略構成図を示す。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置1の前側、後側(図1の紙面垂直方向の手前側、奥側)を意味し、左側、右側は、画像形成装置1を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。
[画像形成装置1の全体構成]
前記画像形成装置1は、胴内排紙型の複写機であって、画像形成装置本体2と、画像形成装置本体2の上側に設けられた画像読取装置3とを有している。画像読取装置3は、原稿画像を光学的に読み取ってその画像データを生成する。
前記画像形成装置1は、胴内排紙型の複写機であって、画像形成装置本体2と、画像形成装置本体2の上側に設けられた画像読取装置3とを有している。画像読取装置3は、原稿画像を光学的に読み取ってその画像データを生成する。
画像形成装置本体2内には、画像読取装置3にて読取った原稿の画像データを基に用紙P(シートの一例)に画像を転写形成する画像形成部4が設けられている。画像形成部4の上方には転写ユニット6が配置されている。転写ユニット6は、左右方向に延びる無端状の中間転写ベルト6aと中間転写ベルト6aの内側に左右方向に並んで配置された4つの一次転写ローラー6bとを有している。
画像形成部4の下方には、レーザー光を照射する露光装置5が配置されている。露光装置5の下方には、用紙Pを貯留する給紙部7が配置されている。転写ユニット6の右側の上方には、用紙Pに転写形成された画像に定着処理を施す定着ユニット8が配置されている。画像形成装置本体2と画像読取装置3との間には、定着ユニット8にて定着処理が施された用紙Pを排出する胴内排紙空間Sが設けられている。
画像形成装置本体2の上面には、胴内排紙空間Sに排出された用紙Pを受け止める排紙トレイ部9が形成されている。画像形成装置本体2内には、給紙部7から排紙トレイ部9に向かって延びる用紙搬送路Tが設けられている。用紙搬送路Tにおける定着ユニット8の下方には、中間転写ベルト6aを挟んでその駆動ローラー6cに対向する二次転写ローラー10が設けられている。用紙搬送路Tにおける定着ユニット8の上方には、用紙Pを排紙トレイ部9に向けて略水平に排出する排紙ローラー対11が設けられている。
画像形成装置本体2における用紙搬送路Tに隣接する右側面には矩形状の開口部2aが形成されている。この開口部2aは、開閉カバー2bにより開閉可能になっている。開閉カバー2bは、開口部2aの下側縁に沿って延びる支持シャフト2fに対して回動可能に支持されている。開閉カバー2bは、この閉塞状態から支持シャフト2fを支点として右側に回動することで開放される。開閉カバー2bを開放することで用紙搬送路Tに詰まったジャム紙を処理可能になっている。
画像形成部4は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色ごとに設けられたドラムユニット20及び現像ユニット30を備えている。ドラムユニット20は、回転可能な感光体ドラム21を有している。感光体ドラム21の表面には、露光装置5より所定の画像データに基づくレーザー光が照射されて静電潜像が形成される。
現像ユニット30は、現像容器31と現像ローラー32とを備えている。各現像容器31は、それぞれに対応する各色のトナー容器(図示省略)から現像剤であるトナーが供給されて収容される。現像ローラー32は、現像容器31の上部の右側壁から露出して回転可能に構成されている。現像ローラー32は、感光体ドラム21の表面との間に電位差を発生させてトナーを感光体ドラム21の表面に飛翔させる。感光体ドラム21の表面の静電潜像は現像ローラー32から飛翔したトナーにより現像されて可視化される。
現像ユニット30により可視化された各感光体ドラム21の各色のトナー像は、各感光体ドラム21の上側に配置された一次転写ローラー6bの印加バイアスを受けて中間転写ベルト6aに順次転写されて重合される。重合されたトナー像は、給紙部7から供給される用紙Pが中間転写ベルト6aと二次転写ローラー10との間を通過する際に用紙Pに転写される。トナー像が転写された用紙Pは定着ユニット8へと送り出される。
定着ユニット8は、用紙搬送路Tを挟んで左右方向に対向する定着ローラー81及び加圧ローラー82を有している。定着ユニット8は、トナー像が担持された用紙Pを定着ローラー81及び加圧ローラー82によって挟持搬送する。用紙P上のトナー像は、定着ローラー81及び加圧ローラー82間を通過する際に加熱及び加圧されて用紙Pに熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Pは、定着ユニット8の上側に配置された前記排紙ローラー対11によって排紙トレイ部9に排出される。
[定着ユニット8の収容構造]
次に、画像形成装置本体2に対する定着ユニット8の収容構造を説明する。
画像形成装置本体2は、金属製の複数の柱と横梁とを組合わせてなる本体フレーム12(図2等参照)と、本体フレーム12の各側面を覆う外装カバー(図示省略)とを有している。前記複数の柱及び横梁は、例えば断面略四角形状の中空パイプにより構成されている。
次に、画像形成装置本体2に対する定着ユニット8の収容構造を説明する。
画像形成装置本体2は、金属製の複数の柱と横梁とを組合わせてなる本体フレーム12(図2等参照)と、本体フレーム12の各側面を覆う外装カバー(図示省略)とを有している。前記複数の柱及び横梁は、例えば断面略四角形状の中空パイプにより構成されている。
本体フレーム12の前側面を覆う外装カバーの右上部分には、開閉式のメンテナンス扉13(図1にのみ示す)が設けられている。メンテナンス扉13の内側面に対向する箇所には、定着ユニット8を挿抜自在に収容する定着ユニット収容部2eが設けられている。定着ユニット収容部2eは前後方向に延びる中空状の空間部からなり、その前側端部(一側端部)には定着ユニット8を挿抜するための挿抜用開口2gが設けられている。
[定着ユニット収容部2eの詳細構成]
図2~図4を参照して定着ユニット収容部2eの詳細を説明する。各図では、外装カバー及びメンテナンス扉13を省略している。図2は、定着ユニット収容部2eに定着ユニット8を装着した状態を示す斜視図であり、図3は、当該状態を示す正面図であり、図4は、定着ユニット収容部2eから定着ユニット8を取外した状態を示す正面図である。
図2~図4を参照して定着ユニット収容部2eの詳細を説明する。各図では、外装カバー及びメンテナンス扉13を省略している。図2は、定着ユニット収容部2eに定着ユニット8を装着した状態を示す斜視図であり、図3は、当該状態を示す正面図であり、図4は、定着ユニット収容部2eから定着ユニット8を取外した状態を示す正面図である。
定着ユニット収容部2eは、本体フレーム12に設けられた突出フレーム部120の内側空間Kの下部に設けられている。突出フレーム部120は、胴内排紙空間Sの右側に隣接して本体フレーム12の前後方向の全体に亘って設けられている。突出フレーム部120は、フレーム部材を組み合わせて直方体状に枠組みされている。
具体的には、突出フレーム部120は、平面視でその四隅に配置された前側右柱121、後側右柱122、前側左柱123及び後側左柱124を有している。前側右柱121及び後側右柱122は、定着ユニット収容部2eに隣接してその右側に位置し、前後方向に間隔を空けて配置されている。また、前側左柱123及び後側左柱124は、定着ユニット収容部2eに隣接してその左側に位置し、前後方向に間隔を空けて並んでいる。前側右柱121及び後側右柱122は、定着ユニット8の左右方向の位置決めを行うための一対の柱として機能する。
前側右柱121及び前側左柱123は、左右方向に延びる下側連結梁125と上側連結梁126とによって連結されている。前側右柱121、前側左柱123、下側連結梁125及び上側連結梁126は、互いに協働して、上下方向に延びる矩形枠部を形成している。そして、この矩形枠部の内側が定着ユニット8を定着ユニット収容部2eに挿入するための挿入口2gを構成している。尚、この挿入口2gは、排出ユニット40の挿抜口としても使用される。定着ユニット8は、この挿入口2gを介して定着ユニット収容部2eに挿抜可能に構成されている。定着ユニット8の挿抜方向は画像形成装置1の前後方向に一致している。
後側右柱122及び後側左柱124は、左右方向に延びる下側連結梁127と上側連結梁128とによって連結されている。後側右柱122、後側左柱124、下側連結梁127、及び上側連結梁128は、互いに協働して、上下方向に延びる矩形枠部を形成している。この矩形枠部の内側には、定着ユニット8の加圧ローラー82を回転駆動するための駆動ユニット100(図9の二点鎖線参照)が配置されている。突出フレーム部120における前側の上側連結梁126と後側の上側連結梁128とは、前後方向に延びる前後梁130(図2参照)によって連結されている。
また、突出フレーム部120の内側空間Kには、排紙ローラー対11を含む排出ユニット40が収容されている。定着ユニット収容部2eは内側空間Kにおける排紙ローラー対11よりも下側の下部空間により構成されている。
[排出ユニット40の構成]
排出ユニット40は、図5に示すように、排紙ローラー対11と排紙ローラー対11を支持する支持フレーム41とを有している。支持フレーム41は、排紙ローラー対11の軸方向の両側端部を支持する一対の対向板41aと、該一対の対向板41aの左側端部を連結するとともに上下方向に延びる鉛直板41bと、鉛直板41bの下端部から右側に水平に突出する水平突出板41cとを有している。水平突出板41cの上面には、定着ローラー81を加熱するIH加熱ユニット50が支持されている。鉛直板41bには、IH加熱ユニット50が貫通する開口部41dが形成されている。水平突出板41cの右側端縁部は、定着ユニット8の挿抜作業時に、定着ユニット8の下面の左側端縁部を前後方向にスライド可能に支持する。
排出ユニット40は、図5に示すように、排紙ローラー対11と排紙ローラー対11を支持する支持フレーム41とを有している。支持フレーム41は、排紙ローラー対11の軸方向の両側端部を支持する一対の対向板41aと、該一対の対向板41aの左側端部を連結するとともに上下方向に延びる鉛直板41bと、鉛直板41bの下端部から右側に水平に突出する水平突出板41cとを有している。水平突出板41cの上面には、定着ローラー81を加熱するIH加熱ユニット50が支持されている。鉛直板41bには、IH加熱ユニット50が貫通する開口部41dが形成されている。水平突出板41cの右側端縁部は、定着ユニット8の挿抜作業時に、定着ユニット8の下面の左側端縁部を前後方向にスライド可能に支持する。
[定着ユニット8及びIH加熱ユニット50の構成]
図6は、定着ユニット8及びIH加熱ユニット50の前後方向の中央部を切断した縦断面図である。定着ユニット8は、上述のように定着ローラー81と加圧ローラー82と定着ケース83とを有している。
図6は、定着ユニット8及びIH加熱ユニット50の前後方向の中央部を切断した縦断面図である。定着ユニット8は、上述のように定着ローラー81と加圧ローラー82と定着ケース83とを有している。
定着ローラー81及び加圧ローラー82は、前後方向に長い略円筒状に形成されている。定着ローラー81は、金属製の芯金81aの外周面に積層された弾性層81bと、弾性層81bの外周面を覆う定着ベルト81cとを有している。加圧ローラー82は、芯金82aの外周面に積層された弾性層82bと弾性層82bの外周面を覆う離型層82cとを有している。
定着ケース83は、前後方向に長い略直方体状に形成されている。定着ケース83の下面には用紙搬送路Tの上流側から搬送される用紙Pを受入れる用紙受入口83cが形成されている。定着ケース83の上面には定着ローラー81及び加圧ローラー82を通過した用紙Pを排出するための用紙排出口83dが形成されている。定着ケース83の左側壁には、左右方向に延びる矩形状の開口部83bが形成されており、定着ローラー81の左側半部がこの開口部83bから定着ケース83の外部に露出している。
IH加熱ユニット50は、定着ローラー81を挟んでニップ部N側とは反対側(左側)に設けられている。IH加熱ユニット50は、定着ローラー81側に開放する半円筒状のホルダー50aと、ホルダー50aに支持された複数のIHコイル50bと、フェライト等の強磁性体で形成されてIHコイル50bを覆うアーチコア50cとを有している。ホルダー50aの内面は半円筒状の凹部50gを形成している。IH加熱ユニット50が加熱位置にある状態では、定着ローラー81のニップ部N側とは反体側の面部がこの凹部50g内に入り込む。ホルダー50a及びアーチコア50cは共に、定着ローラー81に対向してその前後方向の全体に亘って延設されている。
[定着ユニット8の動作]
定着処理時には、加圧ローラー82は、後述する駆動ユニット100からの駆動力を受けて軸周りに回転する。定着ローラー81は、加圧ローラー82に従動して軸周りに回転する。各IHコイル50bは、電源(図示せず)から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて定着ベルト81cを加熱する。定着ローラー81は、回転しながらニップ部Nを通過する用紙P上のトナー像を加熱する。加圧ローラー82は、回転しながらニップ部Nを通過する用紙Pを加圧する。これにより、トナー像が用紙Pに定着する。
定着処理時には、加圧ローラー82は、後述する駆動ユニット100からの駆動力を受けて軸周りに回転する。定着ローラー81は、加圧ローラー82に従動して軸周りに回転する。各IHコイル50bは、電源(図示せず)から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて定着ベルト81cを加熱する。定着ローラー81は、回転しながらニップ部Nを通過する用紙P上のトナー像を加熱する。加圧ローラー82は、回転しながらニップ部Nを通過する用紙Pを加圧する。これにより、トナー像が用紙Pに定着する。
[定着ケース83の詳細構成]
図7及び図8に示すように、定着ケース83の前側面には凹状の取手部83aが形成されている。作業者は、この取手部83aに指を掛けて定着ケース83を前後にスライドさせることで、定着ユニット収容部2eに対する定着ユニット8の挿抜作業を行うことができる。
図7及び図8に示すように、定着ケース83の前側面には凹状の取手部83aが形成されている。作業者は、この取手部83aに指を掛けて定着ケース83を前後にスライドさせることで、定着ユニット収容部2eに対する定着ユニット8の挿抜作業を行うことができる。
定着ユニット8を定着ユニット収容部2eに収容した状態(装着が完了した状態)では、図2に示すように、定着ケース83の前側端部が、前側の下側連結梁125により下方から支持され、定着ケース83の後側端部が、後側の下側連結梁127により下方から支持される。定着ユニット8の左側端縁部は、排出ユニット40の水平突出板41c(図5にのみ示す)により支持される。
定着ケース83の左右方向位置(挿抜方向に直交する方向の位置)は、定着ケース83の右側面が前側右柱121及び後側右柱122に当接することで位置決めされる。すなわち、定着ケース83の右側面の前後方向の両端部にはそれぞれ、前後方向に長い偏平矩形状の当接座部83eが突設されている。当接座部83eの突出側の端面は、定着ケース83の右側面における他の部分よりも面粗度及び平面度が高くなるように形成されている。そして、定着ケース83は、前後の当接座部83eがそれぞれ前側右柱121及び後側右柱122に当接することで左右方向の位置決めがなされる。
図8に示すように、定着ケース83の下面の前側端部には、前側の下側連結梁125により支持される前側被支持部83fが形成されている。前側被支持部83fは、左右方向に間隔を空けて並ぶ複数のリブ板83hからなる。定着ケース83の下面の後側端部には、後側の連結梁127により支持される後側被支持部83gが形成されている。後側被支持部83gは、左右方向に間隔を空けて並ぶ複数のリブ板83iからなる。各被支持部83f,83gをそれぞれ、複数のリブ板83h,83iで構成することで、定着ケース83の挿抜時に前側及び後側連結梁125,127と定着ケース83との間に生じる摩擦力を低減することができる。
定着ケース83における前側被支持部83fの前側に隣接する部分には、前側挿入規制部83jが設けられている。前側挿入規制部83jは、定着ケース83の前側壁の下端部により構成されていて、各リブ板83hの下端縁よりも下側に突出している。また、定着ケース83における後側被支持部83gの前側に隣接する部分には、各リブ板83iの下端縁よりも下側に突出する後側挿入規制部83kが形成されている。前側挿入規制部83j及び後側挿入規制部83kはそれぞれ、定着ユニット8を定着ユニット収容部2eに挿入する際に、前側の下側連結梁125及び後側の下側連結梁127に当接することで定着ユニット8の過度の押込み(挿入)を規制するとともに定着ユニット8を所定の前後方向位置に規制する。定着ユニット8が所定の前後方向位置に規制された状態では、定着ユニット8の後端部が駆動ユニット100(図9の二点鎖線参照)に動力伝達可能に連結される。
[駆動ユニット100の構成]
図9を参照して、駆動ユニット100は、前後方向に偏平なケース部材101と、ケース部材101の前側壁から前側に突出する軸部102に支持された駆動ギア14と、ケース部材101内に収容された不図示の駆動ギア列と、該駆動ギア列を介して駆動ギア14を回転駆動する不図示のモーター(駆動源)とを有している。
図9を参照して、駆動ユニット100は、前後方向に偏平なケース部材101と、ケース部材101の前側壁から前側に突出する軸部102に支持された駆動ギア14と、ケース部材101内に収容された不図示の駆動ギア列と、該駆動ギア列を介して駆動ギア14を回転駆動する不図示のモーター(駆動源)とを有している。
駆動ギア14は、定着ユニット8を定着ユニット収容部2eに収容することで、加圧ローラーギア84(被駆動ギアの一例)に噛合する。加圧ローラーギア84は、加圧ローラー82の芯金82aに回転一体に固定されている。
図10は、駆動ギア14に加圧ローラーギア84が噛合した状態を示す軸方向から見た概略図である。図中の二点鎖線で示すラインは、駆動ギア14の歯面14aと加圧ローラーギア84の歯面84aとの噛合位置Mにおける共通接線であり、実線矢印は、この共通接線の法線方向であって駆動ギア14の歯面14aから加圧ローラーギア84の歯面84aに伝わる伝達力Fをベクトル表示したものである。
この伝達力Fは、下側に向かって右側(図9及び図10の左側であって前側右柱121及び後側右柱122が位置する側)に傾斜している。したがって、伝達力Fは、水平方向において定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122に押付ける水平成分Fhと、定着ユニット8を下側連結梁125及び下側連結梁127に押付ける鉛直成分(鉛直下向きの力成分)Fvとを有することとなる。図9及び図10の例では、伝達力Fの水平成分Fhと鉛直成分Fvとは等しい。
伝達力Fの延長線は、前後の右柱121,122の定着ユニット収容部2e側の面を含む鉛直面Aと、前後の下側連結梁125,127の上面を含む水平面Bとの交差位置Cよりも鉛直方向の上側に所定距離δだけ離間した位置を通る。この所定距離δは、例えば、定着ケース83の高さの1/6以上1/5以下に設定されている。
そして、定着ユニット8は、駆動ギア14から加圧ローラーギア84に伝達される伝達力Fの水平成分Fhによって前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられて位置決めされる。
[位置決め状態の説明]
図11は、定着ユニット8が前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられた状態を示す概略平面図である。この図に示すように、定着ケース83の前後の当接座部83eがそれぞれ、前側右柱121及び後側右柱122に左側から当接することで定着ユニット8の左右方向の位置決めがなされる。
図11は、定着ユニット8が前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられた状態を示す概略平面図である。この図に示すように、定着ケース83の前後の当接座部83eがそれぞれ、前側右柱121及び後側右柱122に左側から当接することで定着ユニット8の左右方向の位置決めがなされる。
前側右柱121及び後側右柱122はそれぞれ、前後の当接座部83eに対して面接触ではなく線接触により当接するように形成されている。すなわち、前側右柱121及び後側右柱122は、図12に示すように、柱長さ方向に垂直な断面で見て、四つの角部Wが円弧状に形成されているとともに、各側面の幅方向の中央部にアーチ状の凹部Vを有している。そして、各柱121,122における、各凹部Vの両端位置(凹部Vと角部Wの円弧形状との境界位置)にはそれぞれ、柱長さ方向に延びる稜線Rが形成されている。したがって、定着ユニット8が前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられた際に、各柱121,122の稜線Rが定着ケース83と線接触することとなるので、面接触する場合に比べて定着ユニット8を高精度で位置決めすることができる。
尚、本実施形態では、本体フレーム12を構成する全ての柱及び横梁に対して、前側右柱121及び後側右柱122と同じ断面形状の角パイプを使用するようにしている。したがって、例えば、前側の下側連結梁125(図2参照)及び後側の下側連結梁127による定着ユニット8の上下方向の位置決め精度も向上させることができる。
[本実施形態の作用効果]
以上説明したように、本実施形態では、定着ユニット8の定着ユニット収容部2eに対する挿抜方向(前後方向)は加圧ローラー82の軸方向に一致している。画像形成装置1の骨格フレームは、定着ユニット収容部2eに隣接して配置され、定着ユニット8の挿抜方向に間隔を空けて並ぶ前側右柱121及び後側右柱122と、挿抜方向から見て、前側右柱121及び後側右柱122のそれぞれに直角に接続され、定着ユニット8の下面を支持する下側連結梁125及び下側連結梁127とを有している。画像形成装置1は、定着ユニット8の加圧ローラー82における前記挿抜方向の奥側端部に回転一体に連結された加圧ローラーギア84と、定着ユニット収容部2eにおける前記挿抜方向の奥側端部に設けられ、定着ユニット8が定着ユニット収容部2eに収容された際に加圧ローラーギア84に噛合する駆動ギア14と、駆動ギア14を回転駆動する駆動源(図示省略)とを備えている。駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、互いの噛合位置Mにおいて駆動ギア14の歯面14aから加圧ローラーギア84の歯面84aに伝達される伝達力Fが、水平方向において定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122に押し付ける向きの水平成分Fhを有するように構成されている。そして、定着ユニット8は、定着ユニット収容部2eに収容された状態で、前記伝達力Fの水平成分Fhにより前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられて挿抜方向に直交する方向(左右方向)の位置決めがなされる。
以上説明したように、本実施形態では、定着ユニット8の定着ユニット収容部2eに対する挿抜方向(前後方向)は加圧ローラー82の軸方向に一致している。画像形成装置1の骨格フレームは、定着ユニット収容部2eに隣接して配置され、定着ユニット8の挿抜方向に間隔を空けて並ぶ前側右柱121及び後側右柱122と、挿抜方向から見て、前側右柱121及び後側右柱122のそれぞれに直角に接続され、定着ユニット8の下面を支持する下側連結梁125及び下側連結梁127とを有している。画像形成装置1は、定着ユニット8の加圧ローラー82における前記挿抜方向の奥側端部に回転一体に連結された加圧ローラーギア84と、定着ユニット収容部2eにおける前記挿抜方向の奥側端部に設けられ、定着ユニット8が定着ユニット収容部2eに収容された際に加圧ローラーギア84に噛合する駆動ギア14と、駆動ギア14を回転駆動する駆動源(図示省略)とを備えている。駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、互いの噛合位置Mにおいて駆動ギア14の歯面14aから加圧ローラーギア84の歯面84aに伝達される伝達力Fが、水平方向において定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122に押し付ける向きの水平成分Fhを有するように構成されている。そして、定着ユニット8は、定着ユニット収容部2eに収容された状態で、前記伝達力Fの水平成分Fhにより前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられて挿抜方向に直交する方向(左右方向)の位置決めがなされる。
この構成によれば、定着ユニット8を定着ユニット収容部2eに前側から挿入して画像形成装置1に印刷処理を実行させるだけで、駆動ギア14から加圧ローラーギア84に伝達される伝達力Fにより定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122に押付けて位置決めすることができる。よって、従来の画像形成装置のように、係合溝と係合ピンとを係合させる位置決め構造に比べて構造を簡素化することができる。また、定着ユニット8を固定するための付勢機構や、固定を解除するための解除機構を別途設ける必要がないので、部品点数を低減して底コスト化を図ることができる。
また、本実施形態では、駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、定着ユニット8の挿抜方向から見て、伝達力Fの延長線が、前後の右柱121,122の定着ユニット収容部2e側の面を含む鉛直面Aと、前後の下側連結梁125,127の上面を含む水平面Bとの交差位置Cよりも上側を通るように構成されている(図9参照)。
この構成によれば、伝達力Fは、定着ユニット8を交差位置Cを支点に図9の反時計回り方向に回転させる向きのモーメントを発生する。これにより、定着ユニット8の右側(図9の左側)の側面を前側右柱121及び後側右柱122に確実に押し付けて定着ユニット8の左右方向の位置決め精度を可及的に向上させることができる。
また、本実施形態では、前記駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、伝達力Fの水平成分Fhと鉛直成分Fvとが等しくなるように構成されている。
この構成によれば、定着ユニット8を水平方向の右側と鉛直方向の下側とに均等に押し付けることができる。よって、定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122に押し付け過ぎて、定着ユニット8が下側連結梁125,127から浮き上がってしまうのを防止することができる。延いては、定着ユニット8の左右方向及び上下方向の位置決め精度を共に向上させることができる。
また、本実施形態では、前側右柱121及び後側右柱122における定着ユニット収容部2e側の面は、上下方向に延びるとともに挿抜方向に間隔を空けて並ぶ二つの稜線Rを有するように形成されている。定着ユニット8は、伝達力Fの水平成分Fhにより前側右柱121及び後側右柱122に押付けられた際に、各右柱121,122のそれぞれに形成された二つの稜線Rに当接するように形成されている。
この構成によれば、定着ユニット8が前側右柱121及び後側右柱122に対して線接触により当接するので、面接触により当接する場合に比べて、左右方向の位置決めを高精度で行うことができる。
また、本実施形態では、定着ユニット8における前側右柱121及び後側右柱122に押付けられる面(本実施形態の右側面)には、前側右柱121及び後側右柱122のそれぞれに当接する一対の当接座部83eが突設されている。各当接座部83eは、定着ユニット8が前側右柱121及び後側右柱122に押し付けられた際に、各右柱121,122の二つの稜線Rに当接可能に形成されている。具体的には、当接座部83eの幅は、二つの稜線Rの間隔よりも広く設定されている。
この構成によれば、当接座部83eの突出側面の面精度を他の部分よりも高く形成しておくことで、面精度の高い突出座部83eの突出側面を、前側右柱121及び後側右柱122の稜線Rに当接させて、定着ケース83の左右方向の位置決め精度を可及的に高めることができる。
《変形例1》
図13は、前記実施形態の変形例1を示している。尚、以下の変形例において、図9と同じ構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図13は、前記実施形態の変形例1を示している。尚、以下の変形例において、図9と同じ構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
この変形例では、駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、定着ユニット8の挿抜方向から見て、伝達力Fの延長線が、前後の右柱121,122の定着ユニット収容部2e側の面を含む鉛直面Aと、前後の下側連結梁125,127の上面を含む水平面Bとの交差位置Cを通るように構成されている。
この構成によれば、伝達力Fの延長線が、定着ユニット8の挿抜方向から見て前記交差位置Cを通るので、定着ユニット8に対して交差位置C回りのモーメントが発生しない。よって、定着ユニット8の姿勢が、伝達力Fに起因するモーメント荷重により動的に変化するのを防止し、延いては、定着ユニット8の左右方向及び上下方向の位置決め精度を向上させることができる。
《変形例2》
図14は、前記実施形態の変形例2を示している。この変形例では、駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、伝達力Fの水平成分Fhが鉛直成分Fvよりも大きくなるように構成されている。
図14は、前記実施形態の変形例2を示している。この変形例では、駆動ギア14及び加圧ローラーギア84は、動力伝達に際して、伝達力Fの水平成分Fhが鉛直成分Fvよりも大きくなるように構成されている。
この構成によれば、水平成分Fhと鉛直成分Fvとが等しい場合比べて、定着ユニット8を前側右柱121及び後側右柱122により強く押し付けて、定着ユニット8の左右方向の位置決め精度を向上させることができる。また、この場合、定着ユニット8を下向きに押し付ける鉛直成分Fvは減少するが、鉛直成分Fvが小さくても定着ユニット8に作用する重力によって定着ユニット8を前後の下側連結梁125,127に押し付けることができるので、定着ユニット8の上下方向の位置決め精度が損なわれることもない。
《他の実施形態》
前記実施形態及び各変形例では、加圧ローラー82を駆動ローラーとし、定着ローラー81を従動ローラーとしているが、これに限ったものではなく、定着ローラー81を駆動ローラーとして、加圧ローラー82を従動ローラーとしてもよい。この場合、定着ローラー81の駆動軸に被駆動ギアを回転一体に連結し、駆動ギア14を該被駆動ギアに噛合させるようにすればよい。
前記実施形態及び各変形例では、加圧ローラー82を駆動ローラーとし、定着ローラー81を従動ローラーとしているが、これに限ったものではなく、定着ローラー81を駆動ローラーとして、加圧ローラー82を従動ローラーとしてもよい。この場合、定着ローラー81の駆動軸に被駆動ギアを回転一体に連結し、駆動ギア14を該被駆動ギアに噛合させるようにすればよい。
前記実施形態及び各変形例では、回転定着部材の一例として定着ローラー81を挙げて説明したが、これに限ったものではなく、回転定着部材は無端状の定着ベルトであってもよい。また、前記実施形態では、回転加圧部材の一例として加圧ローラー82を挙げて説明したが、これに限ったものではなく、回転加圧部材は無端状の加圧ベルトであってもよい。
また、前記実施形態では、画像形成装置1の一例として複写機を挙げて説明したが、これに限ったものではない。画像形成装置1は、プリンター、ファクシミリー、複写機、又は複合機(MFP)等であってもよい。
以上説明したように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、プリンター、ファクシミリー、複写機、又は複合機(MFP)に適用する場合に有用である。
1 :画像形成装置
2 :画像形成装置本体
2e :定着ユニット収容部
8 :定着ユニット
14 :駆動ギア
14a :歯面
81 :定着ローラー(回転定着部材)
82 :加圧ローラー(回転加圧部材)
83e :当接座部
84 :加圧ローラーギア(被駆動ギア)
84a :歯面
121 :前側右柱(柱)
122 :後側右柱(柱)
125 :下側連結梁(横梁)
127 :下側連結梁(横梁)
C :交差位置
F :伝達力
Fh :水平成分
Fv :鉛直成分
M :噛合位置
N :ニップ部
P :用紙(シート)
R :稜線
2 :画像形成装置本体
2e :定着ユニット収容部
8 :定着ユニット
14 :駆動ギア
14a :歯面
81 :定着ローラー(回転定着部材)
82 :加圧ローラー(回転加圧部材)
83e :当接座部
84 :加圧ローラーギア(被駆動ギア)
84a :歯面
121 :前側右柱(柱)
122 :後側右柱(柱)
125 :下側連結梁(横梁)
127 :下側連結梁(横梁)
C :交差位置
F :伝達力
Fh :水平成分
Fv :鉛直成分
M :噛合位置
N :ニップ部
P :用紙(シート)
R :稜線
Claims (7)
- 回転定着部材及び回転加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、トナー像を担持したシートを通過させることで当該シートにトナー像を定着させる定着ユニットと、前記定着ユニットを挿抜自在に収容する定着ユニット収容部とを有する画像形成装置本体と、を備えた画像形成装置であって、
前記定着ユニット収容部に対する前記定着ユニットの挿抜方向は前記回転加圧部材の軸方向に一致しており、
前記画像形成装置の骨格フレームは、前記定着ユニット収容部に隣接して配置され、前記定着ユニットの挿抜方向に間隔を空けて並ぶ一対の柱と、該挿抜方向から見て、前記一対の柱のそれぞれに直角に接続され、前記定着ユニットの下面を支持する一対の横梁とを有し、
前記定着ユニットの回転定着部材又は回転加圧部材の一方における前記挿抜方向の奥側端部に回転一体に連結された被駆動ギアと、
前記定着ユニット収容部における前記挿抜方向の奥側端部に設けられ、該定着ユニット収容部に前記定着ユニットが収容された際に前記被駆動ギアに噛合する駆動ギアと、
前記駆動ギアを回転駆動する駆動源とを備え、
前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、動力伝達に際して、互いの噛合位置において該駆動ギアの歯面から該被駆動ギアの歯面に伝達される伝達力が、水平方向において前記定着ユニットを前記一対の柱に押し付ける向きの成分を有するように構成され、
前記定着ユニットは、前記定着ユニット収容部に収容された状態で、前記伝達力により前記一対の柱に押付けられて前記挿抜方向に直交する方向の位置決めがなされる、画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、動力伝達に際して、前記定着ユニットの挿抜方向から見て、前記伝達力の延長線が、前記一対の柱における定着ユニット収容部側の面を含む鉛直面と、一対の横梁の上面を含む水平面との交差位置よりも上側を通るように構成されている、画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、動力伝達に際して、前記定着ユニットの挿抜方向から見て、前記伝達力の延長線が、前記一対の柱における定着ユニット収容部側の面を含む鉛直面と、一対の横梁の上面を含む水平面との交差位置を通るように構成されている、画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、動力伝達に際して、前記伝達力の水平方向の分力と垂直方向の分力とが等しくなるよう構成されている、画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記駆動ギア及び前記被駆動ギアは、動力伝達に際して、前記伝達力の水平方向の分力が鉛直方向の分力よりも大きくなるように動力伝達を行う、画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記一対の柱のそれぞれの定着ユニット収容部側の面は、上下方向に延びるとともに前記定着ユニットの挿抜方向に間隔を空けて並ぶ二つの稜線を有するように形成されており、
前記定着ユニットは、前記伝達力により前記一対の柱に押付けられた際に、それぞれの前記柱に設けられた前記二つの稜線に当接するように形成されている、画像形成装置。 - 請求項6記載の画像形成装置において、
前記定着ユニットにおける前記一対の柱に押付けられる面には、前記一対の柱のそれぞれに当接する当接座部が突設され、
それぞれの前記当接座部は、前記定着ユニットが一対の柱に押し付けられた際に、それぞれの前記柱に形成された前記二つの稜線に当接可能に形成されている、画像形成装置。
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