JP2011203530A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサに接続された配線コードの耐熱性を高く維持する必要を無くす。
【解決手段】本発明に係る定着装置の温度センサ４９は、加熱ローラ４７の外表面と対向する金属製のブラケット７７と、ブラケット７７の裏面側に配置された樹脂製のセンサ取付部材７８と、センサ取付部材７８の裏面側に配置された断熱材料からなるセンサ保持部材７９と、センサ保持部材７９に保持されてブラケット７７とセンサ取付部材７８を貫通した状態で加熱ローラ４７の外表面と対向するセンサ本体８０とを備え、ブラケット７７とセンサ取付部材７８とセンサ保持部材７９とは、加熱ローラ４７の軸線方向略全幅に跨って延在されると共に、センサ保持部材７９の裏面側にはセンサ本体８０に接続された配線コードを加熱ローラ４７の軸線方向に沿って配索するための凹溝８３が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、加熱ローラと、この加熱ローラに付勢部材を介して圧接される加圧ローラと、加熱ローラの温度を検出する温度センサと、を備えた定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、加熱ローラと加圧ローラとのニップ搬送によってトナーを溶融・定着させる定着装置を備えた画像形成装置が周知である。

この際、加熱ローラは、定着処理に伴う加熱ローラの表面温度変化を温度センサで検出することによりヒータ加熱による好適な定着温度を維持している（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７−１７７４７号公報 特開２００７−３３７０６号公報

しかしながら、上述した定着装置及び画像形成装置にあっては、温度センサに接続された配線コードは、定着ローラ付近の高温環境下付近に配置されるため、配線コードそのものの耐熱性をあげる必要があり、コストが高騰する要因となっていた。

また、温度センサは定着ローラの表面温度を適正に検出する必要があることから、その付近に配線コードを冷却する構成を配置することが困難で、配線コードの耐熱性確保の要因の一つとなっていた。

そこで、本発明は、加熱ローラの表面温度を検出する温度センサに接続された配線コードそのものの耐熱性を高く維持する必要を無くすことができる定着装置を提供することを目的とする。

また、配線コードの冷却を可能とすることができる定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、ヒータによって定着温度に加熱される加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して転写紙を前記加熱ローラとの協働によりニップ搬送しつつトナー画像を定着させる加圧ローラと、前記加熱ローラの外表面に対向配置されて前記加熱ローラの外表面温度が所定温度に達したことを検出すると前記ヒータへの通電を遮断する温度センサと、を備えた定着装置において、前記温度センサは、前記加熱ローラを挟んでニップ出口とは反対側に配置されると共に、前記加熱ローラを回転可能に保持する加熱ローラフレームに支持されて前記加熱ローラの外表面と対向する金属製のブラケットと、該ブラケットの裏面側に配置された樹脂製のセンサ取付部材と、該センサ取付部材の裏面側に配置された断熱材料からなるセンサ保持部材と、該センサ保持部材に保持されて前記ブラケットと前記センサ取付部材との各一部を貫通した状態で前記加熱ローラの外表面と対向するセンサ本体と、を備え、前記ブラケットと前記センサ取付部材と前記センサ保持部材とは、前記加熱ローラの軸線方向略全幅に跨って延在されると共に、前記センサ保持部材の裏面側には前記センサ本体に接続された配線コードを前記加熱ローラの軸線方向に沿って配索するための一つ以上の凹溝が形成されていることを特徴とする。

この際、前記凹溝は、前記加熱ローラの軸線方向に沿って向かう気流の風路を形成しているのが好ましい。

さらに、本発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えた画像形成装置とすることができる。

本発明の定着装置及び画像形成装置は、加熱ローラの表面温度を検出する温度センサに接続された配線コードそのものの耐熱性を高く維持する必要を無くすことができる定着装置を提供することを目的とする。

また、配線コードの冷却を可能とすることができる定着装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置としての複合機の説明図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される加熱ローラフレームの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される温度センサの断面図である。

次に、本発明の一実施形態に係る定着装置について、画像形成装置としての複合機に適用し、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は、本発明の定着装置及び画像形成装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。

図１は本発明の一実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置としての複合機の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る定着装置の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される加熱ローラフレームの斜視図、図４は本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される温度センサの断面図である。

（複合機１１の全体構成）
図１において、１１は複写機・プリンタ・ファクシミリ・スキャナーの各機能を具備した画像形成装置としての複合機である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複合機１１は、装置本体１２と、装置本体１２の前面から引き出し可能な給紙カセット１３と、給紙カセット１３に収納した転写紙（図示せず）とは別の転写紙（図示せず）を利用可能とするために装置本体１２の一方の側面に開閉可能に設けられた手差トレイ１４と、複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る際に使用する自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１５と、各種機能等の設定・選択操作を行う操作部１６とを備えている。尚、複合機１１の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではない。

（装置本体１２の内部構成）
また、装置本体１２の内部には、給紙カセット１３に収納された転写紙を取り出して排紙トレイ１７に向けて略上向きに搬送する給紙搬送経路１８と、給紙搬送経路１８の転写紙搬送方向上流側に配置されたレジストローラ対１９と、レジストローラ対１９よりも給紙搬送経路１８の転写紙搬送方向下流側に配置された画像形成部２０と、画像形成部２０によって転写紙の表面に転写されたトナー像を転写紙の表面に定着させる定着部２１と、給紙搬送経路１８の装置本体１２内での最下流部に配置された排出部２２と、を備えている。

さらに、給紙搬送経路１８は、複数の経路が分岐・合流されており、本実施の形態では、給紙搬送経路１８の転写紙搬送方向最上流寄りで手差トレイ１４から供給された転写紙が合流するトレイ給紙経路２３と、定着部２１よりも給紙搬送経路１８の転写紙搬送方向下流側に配置された分岐経路２４と、両面印刷の場合に分岐経路２４に導かれた転写紙を表裏反転させるスイッチバック経路２５と、スイッチバック経路２５によって表裏反転した転写紙をレジストローラ対１９よりも転写紙搬送方向上流側の給紙搬送経路１８へと戻す反転経路２６と、を備えている。

（レジストローラ対１９の構成）
レジストローラ対１９は、給紙カセット１３又は手差トレイ１４から取り出された転写紙の搬送方向先端をレジストセンサ（図示せず）で検出することにより、転写紙の先端位置と画像形成部２０を構成する感光体ドラム２７の表面に形成されたトナー像位置とを同期させるものである。

具体的には、レジストセンサが転写紙の先端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対１９と感光体ドラム２７の回転駆動を開始させ、レジストセンサが転写紙の後端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対１９と感光体ドラム２７の回転駆動を停止する。また、レジストセンサは、給紙カセット１３から給紙搬送経路１８へと送り出された転写紙の転写紙搬送方向に沿うシート長を検出するもので、転写紙の先端を検出してから後端を検出するまでの時間によって転写紙の長さ（転写紙搬送方向に沿う方向）を検出する。

レジストローラ対１９は、モータ等の駆動源（図示せず）に連繋されている。そして、レジストローラ対１９は、静止状態において、転写紙の先端がニップされたときに瞬間的に転写紙の搬送を停止することで転写紙の斜め送りを矯正する。

（画像形成部２０の構成）
本実施の形態において、画像形成部２０は、補給用トナー収納容器２８と現像器ユニット２９と、転写部３０と、を備えている。

（補給用トナー収納容器２８の構成）
補給用トナー収納容器２８は、補給用トナーが収納された容器本体３１と、容器本体３１の上面開口を閉成するコンテナカバー３２とを備えている。また、補給用トナー収納容器２８は、その内部に一対のトナー攪拌部材３３，３４とスパイラルロッド３５とを備えている。

トナー攪拌部材３３，３４は、容器本体３１の一方の側面（駆動部側）から他方の側面に跨って設けられている。また、トナー攪拌部材３３，３４は攪拌羽根３６を備え、容器本体３１内に収納されたトナーを撹拌しつつスパイラルロッド３５へと搬送する。

スパイラルロッド３５は、トナー撹拌部材３３，３４によって撹拌搬送された補給用のトナーを転写紙幅方向の一方側に向けて搬送し、その一方側から現像器ユニット２９に補給用のトナーを供給する。

尚、補給用トナー収納容器２８は、装置本体１２に対して着脱可能（交換可能）とされ、装置本体１２の正面カバー（図示せず）を開放することによって補給用トナー収納容器２８の着脱（交換）を行うことができる。

（現像器ユニット２９の構成）
現像器ユニット２９は、筺体内部でトナーを循環移動させつつ像担持体としての感光体ドラム２７にトナーを供給するもので、トナー供給方向上流側から順に、一対のスパイラルフィーダ（攪拌ミキサー）３７，３８と、感光体ドラム２７と対向する現像ローラ３９とを回転可能に備えている。

また、現像器ユニット２９の内部には、スパイラルフィーダ３７，３８の間を隔絶する隔壁４０が形成されている。この隔壁４０の両端は、現像器ユニット２９の縦壁（紙面と直行する転写紙幅方向両端の壁面）との間に隙間が形成されており、転写紙幅方向の一方側で補給用トナー収納容器２８から補給されたトナーを含めて、スパイラルロッド３５の下方に配置されたスパイラルフィーダ３７により現像器ユニット２９の一方（紙面奥行き方向）へとトナーが攪拌搬送（往路）された後に、この一方側の隙間で折り返されてスパイラルフィーダ３８により現像器ユニット２９の他方（紙面手前方向）へとトナーが攪拌搬送（復路）されてこの他方側の隙間で再び折り返される循環経路が構成されている。

さらに、現像器ユニット２９の外壁面には、現像器ユニット２９のトナー量を検出するトナーセンサ４１が設けられている。

現像ローラ３９は、その周面が感光体ドラム２７の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ３９に搬送されつつあるトナーは、現像ローラ３９を介して感光体ドラム２７の周面に供給され、これによって感光体ドラム２７の周面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。

トナーセンサ４１は、その出力信号に基づいて設置箇所付近（トナー補給部付近）のトナー量が検出され、制御回路（図示せず）によって補給用トナー収納容器２８からのトナー補給量や補給タイミング等が制御される。

（転写部３０の構成）
転写部３０は、感光体ドラム（例えば、アモルファスシリコン製）２７の周囲に、感光体ドラム２７の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿う画像形成プロセス順に、帯電デバイス４２・露光デバイス４３・現像ローラ３９・転写ローラ４４・クリーニングデバイス４５・除電デバイス４６を備えている。

帯電デバイス４２には、直流電圧（Ｖｄｃ）に交流電圧（Ｖａｃ）を重畳した帯電バイアスが印加される。

露光デバイス４３は、例えば、図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データを処理して、感光体ドラム２７の表面にレーザ光を照射する。尚、ここでの印刷データには、上述した画像データの他、例えば、画像形成処理部数・拡大／縮小率・画像濃度等の各種設定に関するデータ等が該当する。

転写ローラ４４には転写電圧が印加され、感光体ドラム２７の表面に形成されたトナー像を、感光体ドラム２７と協働して転写紙をニップ搬送しつつ、その印加電圧によって転写する。

クリーニングデバイス４５は、転写紙へのトナー転写後に感光体ドラム２７の表面に残存した転写残トナーや転写紙粉等を除去する。

除電デバイス４６には、例えば、ＬＥＤ光源等が用いられ、帯電デバイス４２で帯電された感光体ドラム２７を除電する。

（定着部２１の構成）
定着部２１は、画像形成部２０によって転写紙の表面に転写された未定着トナー像を定着させるために、転写紙の表面側、即ち、未定着トナー像側に配置された加熱部材としての加熱ローラ４７と、給紙搬送経路１８を挟んで加熱ローラ４７と対向する加圧部材としての加圧ローラ４８とを備え、この加圧ローラ４８を加熱ローラ４７に圧接することで転写紙をニップ搬送する。

転写紙の表面に形成された未定着トナー像は、加熱ローラ４７に直接接触することによって溶融し、転写紙の裏面側から加圧ローラ４８で加圧されることによってそのまま転写紙の表面に溶融トナーが定着像として定着される。

尚、加熱ローラ４７の表面には、溶融トナーが付着しないように表面コーティング処理等がなされている。また、加熱ローラ４７の表面に付着してしまった溶融トナー等は図示を略するクリーニングデバイス等によって除去される。

また、加熱ローラ４７の外表面温度（加熱温度）はサーモスタット等の温度センサ４９に監視され、加圧ローラ４８の外表面温度（伝熱温度）はサーモスタット等の温度センサ５０に監視されている。

（各給紙搬送経路の構成）
給紙搬送経路１８は、給紙カセット１３からカセット給紙部で取り出した最上位の転写紙を、レジストローラ対１９、感光体ドラム２７と転写ローラ４４（転写部３０）、定着部２１、の順でニップ搬送した後、排出部２２から排紙トレイ１７に至る経路を形成している。

トレイ給紙経路２３は、給紙トレイからトレイ給紙部で取り出した最上位の転写紙を、レジストローラ対１９に向けて搬送する経路を形成している。

分岐経路２４は、給紙搬送経路１８の定着部２１よりも搬送方向下流側に切り替え可能に設けられた切替部材５１を備え、この切替部材５１の経路切り替えにより、スイッチバック経路２５に転写紙を搬送する経路を形成している。

スイッチバック経路２５は、排出部２２の上方に設けられて正逆回転するスイッチバックローラ対５２を備え、転写紙の一部をニップ搬送しつつスイッチバックした転写紙を反転経路２６に向けて搬送する経路を形成している。

反転経路２６は、装置本体１２と側面パネル５３の内壁面との共同によって形成され、スイッチバック経路２５から搬送された転写紙をレジストローラ対１９に向けて搬送する経路を形成している。

（側面パネル５３の構成）
複合機１１の一方の外側壁面の一部を形成する側面パネル５３は、その外壁面側下方に形成されて給紙トレイを回動可能に支持すると共に常時（非使用時）は手差トレイ１４を収納する凹部５４と、外壁面側上方に回動可能に設けられた開閉操作用取っ手５５と、を備えている。

（実施例）
以下、本発明の実施例に係る定着部（定着装置）２１の具体的な構成を図２に基づいて説明する。尚、本実施例に示す定着部２１は、加熱ローラ４７と加圧ローラ４８とが一つのユニットに組み立てられている場合で説明する。また、以下の実施例の説明では、定着部２１において転写紙は装置本体１２に対して上向きに搬送されるため、上下方向は装置本体１２の上下方向、左右方向は転写紙幅方向（図２の紙面奥行き方向）として説明すると共に、転写紙の画像形成面（定着面）を表方向、その反対側を裏方向とする。

図２において、定着部２１は、装置本体２の内部で着脱可能に支持されて装置本体１２の左右表裏を包囲するベースフレーム５６と、ベースフレーム５６に保持された加熱ローラフレーム５７と、加熱ローラフレーム５７に回動可能に保持された加圧ローラフレーム５８と、加熱ローラ４７に向けて加圧ローラ４８を加圧させると共にその圧接力を調整する加圧調整部５９と、加熱ローラフレーム５７に保持されて加熱ローラ４７と加圧ローラ４８とによる定着ニップ搬送直後の転写紙を搬送するための搬送ローラ（表側）６０と加熱ローラ４７の外表面と接触（又は近接）して定着直後の溶融トナーによる転写紙貼り着きを防止する分離板６１とを配置した搬送ローラフレーム６２と、ＩＨヒータ方式により加熱ローラ４７を誘導加熱する誘導加熱部６３と、加圧ローラ４８の外周面と接触して加熱ローラ４７からの伝熱を吸熱（調整）する均熱ローラ６４と、を備えている。また、上述した温度センサ４９は加熱ローラ４７の下方に位置する加熱ローラフレーム５７に支持され、温度センサ５０は加圧ローラフレーム５８に支持されている。

（ベースフレーム５６の具体的な構成）
ベースフレーム５６は、耐熱樹脂又は金属から構成されており、着脱可能（ユニット交換可能）となるように装置本体１２に支持されている。また、ベースフレーム５６は、加圧ローラ４８の駆動系、誘導加熱部６３への電源供給回路や電源制御回路、等が適宜配置されている。さらに、ベースフレーム５６には、例えば、加熱ローラ４７と加圧ローラ４８との定着ニップ部に向けて転写紙（裏面側）をガイドするガイドプレート６５や、反転経路２６の一部に配置される搬送ローラ６６等が適宜配置されている。

（加熱ローラフレーム５７の具体的な構成）
加熱ローラフレーム５７には、図３に示すように、装置本体１２の左右で略同一形状（図４では一方側のみ図示）のサイドプレート部６７と、この左右のサイドプレート部６７の下側間に跨るアンダープレート部６８と、が一体に形成されている。

サイドプレート部６７は、加熱ローラ４７を回転可能に保持するための加熱ローラ保持開口部６９と、加圧ローラ４８の動力伝達系が位置するための加圧ローラ伝達系配置開口部７０と、加圧調整部５９を支持するために装置本体１２の内方に向けて屈曲された庇部７１と、庇部７１から装置本体１２の表裏方向と同一面を有するように下向きに屈曲された支持部７２と、を備えている。

アンダープレート部６８は、転写紙通過用の搬送開口７３と、この搬送開口７３を形成する際（例えば、打ち抜き等）にその一部を利用して装置本体１２の左右方向と同一面を有するように切り起し状に立ち上げられた加圧ローラフレーム回動支持部７４と、温度センサ４９の配線開口７５と、を備えている。また、アンダープレート６８には、ガイドプレート６５と対向するように搬送開口７３に配置されて加熱ローラ４７と加圧ローラ４８との定着ニップ部に向けて転写紙（表面側）をガイドするガイドプレート７６が固定されている。

（温度センサ４９の構成）
温度センサ４９は、図４に示すように、加熱ローラ４７を回転可能に保持する加熱ローラフレーム５７に支持されて加熱ローラ４７の外表面と対向する金属製のブラケット７７と、ブラケット７７の裏面側に配置された樹脂製のセンサ取付部材７８と、センサ取付部材７８の裏面側に配置された断熱材料からなるセンサ保持部材７９と、センサ保持部材７９に保持されてブラケット７７とセンサ取付部材７８との各一部を貫通した状態で加熱ローラ４７の外表面と対向するセンサ本体８０と、センサ本体８０を覆うカバー８１と、を備えている。また、温度センサ４９は、加熱ローラ４７を挟んで加熱ローラ４７と加圧ローラ４８との協働によって形成された転写紙定着搬送のためのニップ出口とは反対側に配置されており、その全体が加圧ローラ４７の回転中心方向に向くように斜めに配置されている。

ブラケット７７とセンサ取付部材７８とセンサ保持部材７９とは、加熱ローラ４７の軸線方向略全幅に跨って延在されている。また、ブラケット７７とセンサ取付部材７８とは加熱ローラ４７の外表面と対向する側に閉じた断面略コ字形状に形成されており、ブラケット７７とセンサ取付部材７８とセンサ保持部材７９とが、加熱ローラ４７から離間するようにそれぞれこの順に重なり合うように固定されている。

センサ保持部材７９には、ブラケット７７とセンサ取付部材７８との長手方向各中央付近に形成された開口７７ａ，７８ａから加熱ローラ４７側に向かって突出するようにカバー８１が設けられ、このカバー８１に形成された開口８１ａからサーモスタット等のセンサ本体８０が露出している。また、センサ保持部材７９の裏面側には、一端がセンサ本体８０に接続された複数の配線コード８２を加熱ローラ４７の軸線方向に沿って配索するための一つ以上の凹溝８３が形成されている。尚、配線コード８２の他端は配線開口７５から定着部２１の外部へと引き出されている。また、本実施例においては、３本の配線コード８２が独立して配索されているため、凹溝８３も短冊状に３本形成されている。これにより、センサ保持部材７９によって開口７７ａ，７８ａの裏面側が閉成されていることと相俟って、センサ保持部材７９の裏面側には、加熱ローラ４７の軸線方向に伸びる放熱フィン状の冷却構造とすることができ、図示を略するファン等によって発生された冷却風を利用した配線コード冷却部を構成することができる。

このように、加熱ローラ４７の温度制御や焼損対応用の温度センサ４９は、加熱ローラ４７を斜めに配置することで定着部２１の省スペース化を図ることができる。また、温度センサ４９に接続された配線コード８２を断熱層を兼ねたセンサ保持部材７９の裏面側に形成した凹溝８３に配索することにより、配線コード８２の周辺温度を下げることができ、配線コード８２の配索スペースに冷却風を通すことで、配線コード８２の耐熱性を上げる必要が無くなり、しかも、装置本体１２の内部での各種機器の安全性を向上することができる。

この際、冷却風の流れる方向は加熱ローラ４７の軸線方向に沿う配線コード８２の配索方向に沿わせることにより、加熱ローラ４７に冷却風が流れ込んで、定着ローラ４７の表面温度の誤検出が抑制されている。

２１…定着部
４７…加熱ローラ
４８…加圧ローラ
５７…加熱ローラフレーム
７７…ブラケット
７８…センサ取付部材
７９…センサ保持部材
８０…センサ本体
８１…カバー
８１ａ…開口
８２…配線コード
８３…凹溝

Claims (3)

1. ヒータによって定着温度に加熱される加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して転写紙を前記加熱ローラとの協働によりニップ搬送しつつトナー画像を定着させる加圧ローラと、前記加熱ローラの外表面に対向配置されて前記加熱ローラの外表面温度が所定温度に達したことを検出すると前記ヒータへの通電を遮断する温度センサと、を備えた定着装置において、
   前記温度センサは、前記加熱ローラを挟んでニップ出口とは反対側に配置されると共に、前記加熱ローラを回転可能に保持する加熱ローラフレームに支持されて前記加熱ローラの外表面と対向する金属製のブラケットと、該ブラケットの裏面側に配置された樹脂製のセンサ取付部材と、該センサ取付部材の裏面側に配置された断熱材料からなるセンサ保持部材と、該センサ保持部材に保持されて前記ブラケットと前記センサ取付部材との各一部を貫通した状態で前記加熱ローラの外表面と対向するセンサ本体と、を備え、
   前記ブラケットと前記センサ取付部材と前記センサ保持部材とは、前記加熱ローラの軸線方向略全幅に跨って延在されると共に、前記センサ保持部材の裏面側には前記センサ本体に接続された配線コードを前記加熱ローラの軸線方向に沿って配索するための一つ以上の凹溝が形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記凹溝は、前記加熱ローラの軸線方向に沿って向かう気流の風路を形成していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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