JP4442147B2 - 定着ユニットの着脱機構および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能とした定着ユニットに関する。

一般に、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、ヒーターによって加熱される加熱ローラと、この加熱ローラに用紙を圧接する加圧ローラとを備えた定着ユニットが配設されている。

このような定着ユニットは、ヒーターによる熱やギアにかかる力等によって加熱ローラ表面の樹脂層が削れて定着不良が発生するため、定着ユニットを定期的に交換することが必要となる。このため、定着ユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能な機構にし、ユーザー等が簡単に交換できるようにしている。

従来、定着ユニットの着脱機構としては、定着ユニットを画像形成装置本体の所定位置に装填した後、画像形成装置本体のカバーに取り付けられたばねで押し付けるか、あるいは定着ユニットをねじで画像形成装置本体のフレームに固定することが行われている。

例えば、画像形成装置本体に取り付けられたハンドルを回転させて定着装置を水平方向に装填するとともに、ハンドルの回転軸と同軸に設けられた爪で定着ユニットを固定する機構が開示されている（例えば特許文献１を参照）。

また、定着ユニットに着脱用の把手を設け、この把手により定着ユニットを画像形成装置本体に装填した後、板ばねと爪部により定着ユニットを固定する機構が開示されている（例えば特許文献２を参照）。

さらに、定着ユニットを画像形成装置本体に装填した後、フック部材を定着ユニットの切り欠き孔に係合させてねじ止めする機構が開示されている（例えば特許文献３を参照）。
特開昭６２−１６４０７２号公報 特開平４−１７９９８１号公報 特開平１１−１３３７７２号公報

特許文献１に記載の装置では、定着ユニットを画像形成装置本体に装着するハンドルの構造と定着ユニットを爪で固定する構造が複雑であり、コストがかかるうえに小型化が難しいという問題がある。

特許文献２に記載の装置では、定着ユニットを把手により画像形成装置本体に脱着するが、定着ユニットの固定は板ばねと爪部などの別の手段で行なわなければならず、部品点数が増えるという問題がある。

特許文献３に記載の装置では、フック部材を介して定着ユニットをねじ止めして固定する必要があり、ねじを用いているため操作性を良くすることは難しい。

本発明は、定着ユニットの装着と固定とを少ない部品により簡単な操作で行うことができると共に、低コスト化を実現できる定着ユニットの着脱機構および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナー像を担持した記録媒体を加圧・加熱して画像を定着させる加圧部材と加熱部材を備え、画像形成装置本体に着脱自在に装填される定着ユニットの着脱機構であって、前記定着ユニットの筐体の両側に回動可能に取付けられ、弾性変形可能な部材で形成されたレバーと、前記弾性変形可能な部材で形成されたレバーの一端部に形成され、前記レバーを回動させることで前記画像形成装置本体に設けられた係止部に弾性変形して係止されるフック部と、前記フック部を前記係止部に係止させる際、前記レバーを当該レバーの回動される方向とは交わる方向に弾性変形させたことを経て前記レバーを前記筐体にロックするロック手段と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、定着ユニットを画像形成装置本体に装填し、筐体の両側に取付けられたレバーを回動させることで、レバーのフック部が画像形成装置本体に設けられた係止部に係止され、定着ユニットが画像形成装置本体に固定される。

また、このとき、ロック手段が、レバーを筐体にロックするので、定着ユニットは画像形成装置本体から外れない。そして、フック部を係止部に係止させる方向と反対方向へレバーを回動させれば、係止状態が解除され、定着ユニットを画像形成装置本体から外すことができる。

このように、筐体に設けたレバーだけで定着ユニットを画像形成装置本体に固定させ、また固定解除できるので、操作性が良く低コストの製品を提供することができる。また、レバーの弾性力によって定着ユニットを画像形成装置本体に固定させることができ、レバーを弾性変形させたことを経て定着ユニットの筐体にロックできるので、定着ユニットの装着と固定とを少ない部品により簡単な操作で行うことができると共に、低コスト化を実現できる定着ユニットを提供することができる。

請求項２に記載の発明に係る定着ユニットの着脱機構は、請求項１に記載の構成において、前記フック部が前記係止部に係止されない回動位置で前記レバーを固定する固定手段を設け、前記レバーの他端部に指掛りを形成したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、固定手段により、フック部が係止部に係止されない回動位置で固定され、指掛りに指を掛けることにより、レバーで定着ユニットを持ち上げて、画像形成装置本体に装填することができる。このため、定着ユニットの持ち運びや装填作業が容易となる。

請求項３に記載の発明に係る定着ユニットの着脱機構は、請求項２に記載の構成において、前記固定手段が、前記レバーの回動中心軸と平行にレバーから突設された突起と、前記筐体に形成されフック部が係止部に係止されない回動位置で前記突起と係合する第１凹部と、で構成され、前記ロック手段が、前記突起と、前記筐体に形成されフック部が係止部に係止される回動位置で前記突起と係合する第２凹部と、で構成されたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、レバーを回動中心軸方向へ弾性変形させることで、突起と第１凹部及び第２凹部の係合状態を解除させることができる。また、フック部が係止部に係止されたとき、レバーの弾性復元力を利用することで、フック部を係止部から外れない方向へ付勢することができる。

請求項４に記載の発明に係る定着ユニットの着脱機構は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の構成において、前記筐体の両側に取付けられた前記レバーの形状が同一であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、レバーの量産化によりコストの削減ができ、左右の違いがないので組み付け作業も容易となる。

請求項５に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の定着ユニットの着脱機構を備えた画像形成装置であって、前記係止部は、定着ユニットが載置される画像形成装置本体の取付フレームに形成されていることを特徴としている。
請求項６に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項５に記載の構成において、前記係止部は、前記フック部の回動方向に長い長孔であり、前記フック部が前記長孔内へ進入し前記取付フレームの裏面に係止されたとき、前記レバーの一端部が前記長孔の孔縁部に食い込むように、前記突起と前記第２凹部の係合位置を設定したことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、定着ユニットを取付フレームに載置して、フック部を係止部に係止させることができる。
請求項６に記載の発明によれば、定着ユニットを取付フレームに載置して、レバーを回動させると、フック部が長孔内へ進入して取付フレームの裏面に係止される。そして、レバーの突起と第２凹部を係合させると、レバーの一端部が長孔の孔縁部に食い込む。このため、定着ユニットは、レバーの弾性復元力により、水平方向に押し付けられ、取付ガタがなくなる。

請求項７に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項５又は請求項６に記載の構成において、前記フック部の係止面には、前記取付フレームに裏面に食い込む突起部が設けられていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、フック部の突起部を取付フレームの裏面に食い込ませることで、定着ユニットは、フック部の弾性復元力により、垂直方向に押し付けられ、取付ガタがなくなる。

本発明によれば、画像形成装置本体への定着ユニットの装填及び固定を少ない部品点数で行うことができ、操作性が良好となるとともに、コストを低減することができる。

以下、本発明に係る定着ユニットの着脱機構の第１実施形態を図１から図１１に基づいて説明する。

図１に示すように、画像形成装置本体１００の側面側には開閉カバー１０２が取り付けられている。この開閉カバー１０２を開放した位置には、定着ユニット１０が装填されるスペース１０４が設けられており、このスペース１０４にはフレーム１０６が設けられている。

図１〜図３に示すように、定着ユニット１０には、ハウジング１２の両側面にピン１６を中心として回動可能な細板状のレバー１４が取り付けられている。このレバー１４は、図３及び図４に示すようにピン１６に回動可能に支持される筒状の軸部１８を備えている。レバー１４の他端部（軸部１８に対して自由端側）は、略直角に折れ曲がっており、先端部には操作者が指を入れるためのリング状の把手２０が設けられている。レバー１４の他端部側には突起部２２が軸部１８の軸方向と平行に突設けられており、図７及び図８に示すように、この突起部２２がハウジング１２の側面側に設けられた第１の凹部２４と第２の凹部２６に係合するようになっている。後で詳述するが、定着ユニット１０は、突起部２２が第１の凹部２４と係合されたときはハンドリング位置（図９（Ａ）参照）にあり、突起部２２が第２の凹部２６と係合されたときは定着ユニット固定位置（図９（Ｂ）参照）となるように設定されている。

図３及び図４に示すように、レバー１４の一端部（把手２０と反対側）は２段に折れ曲げられ、突出した端部には回動方向に張り出したフック部２８が形成されている。このフック部２８の両端には上方へ突き出した突起２８ａが設けられている。

図２に示すように、定着ユニット１０のハウジング１２の両側面には、レバー１４の軸部１８をピン１６に嵌め込んだときにフック部２８が入り込む穴部３０が設けられている。そして、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、レバー１４をハンドリング位置と定着ユニット固定位置とに回動させると、フック部２８が穴部３０内を回動するようになっている。

図１、図５及び図６に示すように、画像形成装置本体１００のフレーム１０６には、スペース１０４の両端部に定着ユニット１０が装填される２つの載置部１０８が設けられている。この載置部１０８は板状部材からなり、それぞれにレバー１４のフック部２８が進入する長孔１１０が設けられている。そして、定着ユニット１０が装填された状態でレバー１４を図８及び図９（Ｂ）に示す定着ユニット固定位置に回動させたときに、フック部２８が長孔１１０の裏面側のフレーム当接面１０６ａに係止されるようになっている。

レバー１４は弾性変形可能な材料、例えば合成樹脂で形成されている。図７及び図９（Ａ）に示すように、レバー１４は、突起部２２が第１の凹部２４に係合されているときはハンドリング位置にあり、レバー１４を弾性力により外側に開きながら矢印方向に回動させる。そして、図８及び図９（Ｂ）に示すように、突起部２２を第２の凹部２６に係合させた状態が定着ユニット固定位置となる。

図３に示すように、定着ユニット１０の背面側には２つの凸状の位置決めピン３２が設けられており、図５及び図６に示すように、画像形成装置本体１００のフレーム１０６には位置決めピン３２が係合される２つの係合穴１１２が設けられている。そして、定着ユニット１０が画像形成装置本体１００に装填されたときに、位置決めピン３２を係合穴１１２に差し込むことにより、定着ユニット１０が長手方向に位置決めされるようになっている。

図１１に示すように、定着ユニット１０の内部には、所定の温度に加熱されるヒートローラ５０と、このヒートローラ５０との間で用紙を圧接する加圧ローラ５２とを備えている。ヒートローラ５０は、表面に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）を設けた中空の芯金（肉厚０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの鉄またはアルミ素管）からなり、内部に２つのヒーター５４が配置されている。加圧ローラ５２は、ステンレス又は鉄製の芯金に耐熱性の弾性体層（シリコーンスポンジ、アスカーＣ硬度４０°）を備え、さらに表層に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）が設けられている。なお、この定着ユニット１０の両側には、図３に示すように、ジャムのときに用紙の引き抜きを行うための解除レバー６０が設けられている。

このような定着ユニット１０では、ヒートローラ５０と加圧ローラ５２との間に、トナー像が転写された用紙（記録紙）が搬送されると、トナー像が加熱及び加圧により溶融され、用紙上に画像が定着されるようになっている。

次に、このような定着ユニット１０の作用であって、画像形成装置本体１００への着脱機構について説明する。

図１及び図２に示すように、定着ユニット１０を画像形成装置本体１００に装填するときには、レバー１４はハウジング１２に対して斜めの位置にある。この状態で、操作者は定着ユニット１０の両側のレバー１４に指を掛けて定着ユニット１０を保持しつつ、フレーム１０６の載置部１０８に定着ユニット１０を載置する。そして、定着ユニット１０の位置決めピン３２をフレーム１０６の係合穴１１２に差し込む。これにより、定着ユニット１０の長手方向の位置決めがなされる。なお、突起部２２は第１の凹部２４に係合しているので、レバー１４は回動せず、把手として機能する。

図７に示すように、定着ユニット１０を載置部１０８に載置した状態では、レバー１４は定着ユニット１０のハンドリング位置にあるので、定着ユニット１０は画像形成装置本体１００と固定されていない状態となっている。

次に、図７及び図９（Ａ）に示すように、把手２０に指を掛けてレバー１４を弾性変形させて外側に開き、突起部２２と第１の凹部２４との係合を解除する。そして、図８及び図９（Ｂ）に示すように、レバー１４を外側に開いたまま矢印方向に回動させ、レバー１４を定着ユニット固定位置に移動させ突起部２２を第２の凹部２６に係合させる。

このとき、図９（Ｂ）及び図１０に示すように、レバー１４のフック部２８が載置部１０８の長孔１１０に進入し、フック部２８が長孔１１０の裏側のフレーム当接面１０６ａに係止される。その際、レバー１４は弾性変形して突起２８ａがフレーム当接面１０６ａに密着して食い込み、フック部２８の付け根部分２８ｂが弾性変形して長孔１１０の孔縁部に食い込むことによって、レバー１４のばね力で定着ユニット１０が画像形成装置本体１００に固定される。つまり、図９（Ｂ）に示すように、レバー１４は弾性変形して定着ユニット固定位置に固定されるので、その弾性力で定着ユニット１０は画像形成装置本体１００の装填方向（矢印Ａ方向）および下方向（矢印Ｂ方向）に押し付けられる。このため、定着ユニット１０の取付ガタがなくなる。そして、画像形成装置本体１００の開閉カバー１０２を閉止することで、定着ユニット１０の装填が完了し、画像形成装置が作動可能な状態となる。

一方、定着ユニット１０を画像形成装置本体１００から取り外すときは、逆の動作となり、まず開閉カバー１０２を開いてレバー１４の把手２０に指を掛けて、図８及び図９（Ｂ）に示す定着ユニット固定位置から図７及び図９（Ａ）に示すハンドリング位置にレバー１４を外側に開きながら回動させる。そして、突起部２２を第１の凹部２４に係合させる。これにより、図１０に示すような長孔１１０のフレーム当接面１０６ａへのフック部２８の係止が解除され、定着ユニット１０は解除状態となる。そして、定着ユニット１０の両側のレバー１４の把手２０に指を掛けて画像形成装置本体１００のスペース１０４から取り出し、定着ユニット１０の取り外しが完了する。

このような定着ユニット１０では、レバー１４をハンドリング位置と定着ユニット固定位置との間で回動させることで、定着ユニット１０の着脱を容易に行うことができ、一般ユーザーによる取り扱いが可能となる。また、把手２０と固定のためのフック部２８及び突起部２２とを１個の部品であるレバー１４で構成したので、安価に製造することが可能であり、低コスト化を実現できる。また、レバー１４の回動動作により、定着ユニット１０の着脱スペースが少なくてすむので、装置全体の小型化が可能である。

なお、レバー１４の形状は、図４に示す突起部２２やフック部２８の形状に限定するものではなく、レバーを定着ユニット固定位置で固定して画像形成装置本体に装填することができる構造であれば、適宜な形状に設定することができる。例えば、レバーに設けられた凹状部を定着ユニットの係合突起に係合させる構造でも良い。

本発明の第１実施形態に係る定着ユニットと画像形成装置本体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットと画像形成装置本体を示す一部斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットに用いられるレバーを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットが装填される画像形成装置本体のフレームを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットが装填される画像形成装置本体のフレームを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットの着脱機構を示す斜視図であって、レバーがハンドリング位置にある図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットの着脱機構を示す斜視図であって、レバーが定着ユニット固定位置にある図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットの着脱機構を示す側面図であって、（Ａ）はレバーがハンドリング位置にある図、（Ｂ）はレバーが定着ユニット固定位置にある図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットの着脱機構を示す斜視図であって、レバーのフック部が画像形成装置本体のフレーム当接面に係止された状態を下方から見た図である。 本発明の第１実施形態に係る定着ユニットの内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 定着ユニット
１２ ハウジング（筐体）
１４ レバー
２０ 把手（指掛り）
２２ 突起部（突起）
２４ 第１の凹部
２６ 第２の凹部
２８ フック部
２８ａ 突起（突起部）
３０ 穴部
３２ 位置決めピン
５０ ヒートローラ
５２ 加圧ローラ
５４ ヒーター
１００ 画像形成装置本体
１０６ フレーム（取付フレーム）
１０６ａ フレーム当接面
１０８ 載置部
１１０ 長孔
１１２ 係合穴

Claims (7)

1. トナー像を担持した記録媒体を加圧・加熱して画像を定着させる加圧部材と加熱部材を備え、画像形成装置本体に着脱自在に装填される定着ユニットの着脱機構であって、
   前記定着ユニットの筐体の両側に回動可能に取付けられ、弾性変形可能な部材で形成されたレバーと、
   前記弾性変形可能な部材で形成されたレバーの一端部に形成され、前記レバーを回動させることで前記画像形成装置本体に設けられた係止部に弾性変形して係止されるフック部と、
   前記フック部を前記係止部に係止させる際、前記レバーを当該レバーの回動される方向とは交わる方向に弾性変形させたことを経て前記レバーを前記筐体にロックするロック手段と、
   を有することを特徴とする定着ユニットの着脱機構。
2. 前記フック部が前記係止部に係止されない回動位置で前記レバーを固定する固定手段を設け、前記レバーの他端部に指掛りを形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着ユニットの着脱機構。
3. 前記固定手段が、前記レバーの回動中心軸と平行にレバーから突設された突起と、前記筐体に形成されフック部が係止部に係止されない回動位置で前記突起と係合する第１凹部と、で構成され、
   前記ロック手段が、前記突起と、前記筐体に形成されフック部が係止部に係止される回動位置で前記突起と係合する第２凹部と、で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着ユニットの着脱機構。
4. 前記筐体の両側に取付けられた前記レバーの形状が同一であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の定着ユニットの着脱機構。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の定着ユニットの着脱機構を備えた画像形成装置であって、
   前記係止部は、定着ユニットが載置される画像形成装置本体の取付フレームに形成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記係止部は、前記フック部の回動方向に長い長孔であり、
   前記フック部が前記長孔内へ進入し前記取付フレームの裏面に係止されたとき、前記レバーの一端部が前記長孔の孔縁部に食い込むように、前記突起と前記第２凹部の係合位置を設定したことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記フック部の係止面には、前記取付フレームに裏面に食い込む突起部が設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。

Images