JP2016031434A - サーモスタットの保持機構及び定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品点数でコストアップすることなく、かつ熱変形により緩む虞がほとんどないサーモスタットの保持機構を提供する。
【解決手段】基体７２と、基体７２に固定される電極板７４ａ，７４ｂと、基体７２に固定されると共に電極板７４ａ，７４ｂに接続されるサーモスタット７１とを備え、電極板７４ａ，７４ｂとサーモスタット７１とを直接的に接触固定した。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは定着装置に用いられるサーモスタットの保持機構に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、熱暴走による延焼を防止するためにサーモスタットを用いており、このサーモスタットは画像形成装置本体や定着装置の不動部材等にねじやナット等の締結部材によって固定されている。しかしサーモスタットは熱変化の激しい環境下で使用されるため、締結部材が環境変化によって緩んでしまう。そこで、温度変化によりねじの緩みが発生しない締結部材の提供を目的として、板ナットとねじとの間に樹脂部品を挟んで重ねて締結する保持構造が提案されている（例えば「特許文献１」参照）。

しかし従来の技術では、例えば板ナットの場合には部品点数が多く、コストアップしてしまうと共に組立工程も複雑となる。また、ナットを樹脂部品に埋め込む（インサートねじ）場合には、生産コストがアップすると共に樹脂の熱変形によりナット自体が緩んでしまうという問題点がある。
本発明は、上述の問題点を解決し、少ない部品点数でコストアップすることなく、かつ熱変形により緩む虞がほとんどないサーモスタットの保持機構の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、基体と、前記基体に固定される電極板と、前記基体に固定されると共に前記電極板に接続されるサーモスタットとを備え、前記電極板と前記サーモスタットとは直接的に接触固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、サーモスタットを固定する部品がねじのみであり、必要な部品点数を最小限に抑えてコストアップを抑制することができる。また、基体を挟み込むことなくサーモスタットと電極板とを接続固定することができるので、熱膨張率がほぼ同じである金属同士を重ねて結合するため、温度変化によるねじの緩みを効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の外観図である。 本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。 本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の外装カバーを取り除いた状態を示す外観図である。 本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置が有する用紙搬送装置の一例を備えた定着装置の内部構成を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるサーモスタットの保持機構を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるサーモスタットの保持機構を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるサーモスタットの保持機構を説明する（ａ）立体図（ｂ）正面図（ｃ）断面図（ｄ）組立図である。

以下、図面に基づき本発明を実施するための形態の一例について説明する。
本発明を適用する用紙搬送装置の一例及びこれを組み込んだ定着装置を用いる画像形成装置１００はプリンタを対象としているが、本発明ではこれに限られることはなく、複写機やファクシミリ及びこれらの複合機が対象となり得る。
画像形成装置１００は、図１において第１の方向としての前後方向（矢印Ｘで示す方向）、これと直角な第２の方向としての左右方向（矢印Ｙで示す方向）、第３の方向としての上下方向（矢印Ｘで示す方向）を有する直方体状の筐体で本体が構成されている。
上記各方向において、矢印Ｘで示す方向は画像形成装置１００の前後方向と後述する定着装置２０に用いられる定着部材及び対向回転体の長手方向に平行な記録媒体としての用紙の幅方向に対応している。
画像形成装置１００は、上下方向（Ｚ方向）において図２において詳述する画像形成部の上部に原稿走査装置２００が搭載され、原稿走査装置２００の下方に位置する本体上面には胴内排紙部として用いられる排紙トレイ１７が形成されている。
画像形成装置１００の左右方向である幅方向（Ｙ方向）の一方側には、開閉可能な開閉部材である外装カバー１００Ａが設けられており、外装カバー１００Ａを開放することで内部に設けられている定着装置２０が、図３に示すように外部から視認可能となる。

画像形成装置１００は、図２に示す構成を内部に備えている。なお図２では、図１に示した原稿走査装置２００が省略されている。
図２に示す画像形成装置１００は、各感光体ドラム１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｂｋに形成された可視像が各感光体ドラム１２０に対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な転写ベルト１１に対して順次転写される。この転写工程は１次転写工程に相当しており、転写ベルト１１上に各画像が順次転写されて重畳転写画像が形成される。その後、記録シート等が用いられる用紙Ｐに対して２次転写工程を実行することで、重畳転写画像が用紙Ｐに一括転写される。

各感光体ドラム１２０の周囲には、感光体ドラムの回転に伴い画像形成処理を行うための装置が配置されている。ブラック画像形成を行う感光体ドラム１２０Ｂｋを対象として説明すると次の通りである。感光体ドラム１２０Ｂｋの回転方向に沿って、画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ，現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋ及びクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込みには、後述する光走査装置８が用いられる。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム１２０に形成された可視像が転写ベルト１１上に順次重ねて転写される。１次転写工程は、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１２０に対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを用いた転写バイアス印加により、Ａ１方向上流側から下流側に向けて順次行われる。

各感光体ドラム１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｂｋはプロセスカートリッジに収容されており、矢印Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム１２０は、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。１次転写工程を実行するための構成としては、転写ベルト１１及び転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１２０に対向する各１次転写ローラ１２を備えた転写ベルトユニット１０が用いられる。転写ベルト１１に重畳転写された画像は、転写ベルト１１に連れ回るローラで構成された２次転写ローラ５によって用紙Ｐに一括転写される。

画像形成装置１００には、上述したプロセスカートリッジ及び転写ベルトユニット１０に加え、４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置８と、転写ベルト１１のクリーニング装置１３とが設けられている。
光走査装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラー及び回転多面鏡等を装備している。光走査装置８は、各感光体ドラム１２０に対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（図２では便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、他の画像ステーションも同様である）を出射する。これにより、各感光体ドラム１２０上に静電潜像が形成される。

画像形成装置１００には、次の装置が用いられている。
画像形成装置１００は、２次転写において重畳転写された画像を一括転写される用紙Ｐを給送するシート給送装置６１と、シート給送装置６１から繰り出された用紙Ｐのレジストタイミングを設定して２次転写位置に繰り出すレジストローラ対４とを有している。さらに画像形成装置１００は、用紙Ｐの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサを有している。

２次転写工程により転写ベルト１１に重畳転写されたトナー像Ｔが一括転写された用紙Ｐは、後述する定着装置２０（図２参照）に搬送されてトナー像の定着が行われる。定着後の用紙Ｐは、排紙ローラ７を介して画像形成装置１００の装置本体外部に設けられている排紙トレイ１７に向けて排出される。なお、図２中の符号９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋは、各色の画像ステーションに備えられている現像装置に対する新規トナーの補給タンクを示している。

図４に示すように、定着装置２０は用紙Ｐに担持された転写後のトナー像Ｔを熱と圧力により融解・浸透させて定着するために用いられ、加熱されながら回転可能な可撓性を有する定着ベルト２１を備えている。定着装置２０には、定着ベルト２１に加えて、定着ベルト２１と当接した状態で定着ベルト２１との間に圧力を作用させてニップ部Ｎを形成する対向回転体である加圧ローラ２２が設けられている。定着ベルト２１の内部には、ニップ部Ｎ以外の箇所、本形態ではニップ部Ｎと反対側を周回移動する定着ベルト２１の領域を対象として加熱するハロゲンランプを熱源とするヒータ２３が備えられている。

定着ベルト２１の内部には、定着ベルト２１の内側に配設されたニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持するステー２５と、ヒータ２３から放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６とが設けられている。ニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材２４は、詳細を図示しないが、ベースパッドを巻いている摺動シート（低摩擦シート）を定着ベルト２１に当接する部材として有する。図に示すニップ形成部材２４はニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、ニップ部Ｎの形状はこの形状に限られない。例えば、加圧ローラ２２の周面に沿って凹状に形成した場合には、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐの先端が加圧ローラ２２側に寄るので、定着ベルト２１からの分離性が向上する利点がある。

定着ベルト２１の温度は、用紙Ｐがニップ部に進入する側に設けられた温度センサ２７によって検出され、ヒータ２３のフィードバック処理に用いられる。なお、図４において矢印Ｆは用紙Ｐの搬送方向を示している。定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有するスリーブ状に形成された無端状のベルトであり、基材とその表面に位置する離型層により構成されている。基材には、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料またはポリイミド等の樹脂材料が用いられる。また離型層には、トナーに対する離型性を有するテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。

加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴム等からなる弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡまたはＰＴＦＥ等からなる離型層２２ｃとによって構成されている。加圧ローラ２２は、図示しない加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され定着ベルト２１と当接状態でベース部材としてのニップ形成部材２４に定着ベルト２１を介して当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが当接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押し潰されることで、定着ベルト２１との間に圧力を受けてニップ形成部材２４が所定の幅のニップ部Ｎを確保する。

加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動される。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転する。図４に示す構成では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部に輻射熱を用いるハロゲンヒータ等の加熱源を配設することも可能である。また、弾性層２２ｂがない場合は熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。中空ローラに用いられるパイプ状金属として、アルミニウム、鉄あるいはステンレス等が選択できる。加圧ローラ２２内に熱源を設ける場合には、熱源からの輻射熱により支持体が加熱されることを抑制するため、支持体表面に断熱層を設けることや鏡面処理による熱線反射面を設けることが望ましい。この場合の熱源としては上述したハロゲンヒータに限られず、ＩＨヒータや抵抗発熱体、あるいはカーボンヒータ等を用いることも可能である。

以上の構成を備えた定着装置２０が用いられる画像形成装置１００には用紙を搬送するための用紙搬送装置が設けられており、用紙搬送装置３００の一例は定着装置２０のニップ部Ｎを通過する用紙を対象としている。用紙搬送装置３００は、図４に示すように、定着装置２０の出口側に連続してニップ部Ｎを通過した用紙Ｐを排紙トレイ１７（図２参照）に向けて搬送するための搬送路を構成している。

ここで、本発明の特徴部について説明する。図４に示すように定着装置２０には、熱暴走を防止するための構成としてサーモスタット７１が固定されている。サーモスタット７１は、定着ベルト２１の周方向であって熱暴走が発生し易いヒータ２３の近傍に配置している。また、定着ベルト２１の幅方向においては、何れか１箇所に設けても端部と中央部とに対応して２箇所設けても３箇所以上の複数箇所に設けてもよい。

図５、図６、図７に示すように、サーモスタット７１はその裏面側に取付部７５ａ，７５ｂを一体で有しており、その円柱状の本体部を絶縁性樹脂からなる基体７２に設けられた穴部７２ａに、基体７２の裏面側から挿入される。本体部を穴部７２ａに挿入されたサーモスタット７１は、各取付部７５ａ，７５ｂを基体７２の裏面側に設けられたガイド部７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄによってガイドされ、回り止めされる。

一方、基体７２の表面側からは電極板７４ａ，７４ｂが取り付けられる。電極板７４ａ，７４ｂは、その一端部が取付部７５ａ，７５ｂと基体７２との間に入り込む態様で基体７２に組み付けられ、その他端部をねじ７８ａ，７８ｂによってそれぞれ基体７２に固定される。この組み付け時において、電極板７４ａ，７４ｂの一端部を接触により案内すべく、斜面状のガイド部７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄが基体７２に一体的に形成されている。また電極板７４ａ，７４ｂは、基体７２に一体的に形成された位置決め部材としての位置決め部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄによって、その幅方向の位置決めをされた状態で固定される。

そして、電極板７４ａ，７４ｂがねじ７８ａ，７８ｂによって基体７２に固定された後、ねじ７９ａ，７９ｂによってサーモスタット７１が取付部７５ａ，７５ｂを電極板７４ａ，７４ｂに接続された状態で基体７２に固定される。ここで、ねじ７９ａ，７９ｂが挿入される取付部７５ａ，７５ｂには、ねじ７９ａ，７９ｂよりも大きな径の穴が形成されており、電極板７４ａ，７４ｂにはねじ７９ａ，７９ｂが螺合するタップが形成されている。なお、タップに代えてナットを用いてもよい。

上述の構成により、サーモスタット７１を固定する部品がねじ７９ａ，７９ｂのみであり、必要な部品点数を最小限に抑えてコストアップを抑制することができる。また、基体７２を挟み込むことなくサーモスタット７１と電極板７４ａ，７４ｂとを接続固定することができるので、熱膨張率がほぼ同じである金属同士を重ねて結合するため、温度変化によるねじの緩みを効果的に抑制することができる。さらに、サーモスタット７１が電極板７４ａ，７４ｂを介して基体７２に固定されているので、サーモスタット７１を確実に保持することができる。

上述の構成において、基体７２がガイド部７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄを有するので、電極板７４ａ，７４ｂの組立性を向上することができる。また、図５に示すように、サーモスタット７１の本体部を囲む壁部を基体７２に構成することにより、サーモスタット７１の温度検知精度を向上することができる。また、基体７２が電極板７４ａ，７４ｂの位置決めを行う位置決め部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを有することにより、電極板７４ａ，７４ｂの位置が正確に位置決めされることによりサーモスタット７１の位置も保証される。さらに、位置決め部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄが基体７２に一体的に形成されているので、サーモスタット７１の位置決め精度を向上することができると共に、サーモスタット７１の位置ずれを防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、搬送ガイドは定着装置の出口側に設けられ、搬送面をニップ部の出口側に隣り合うようにする定着出口ガイドに限られず、搬送面をニップ部の入り口側に有する定着入り口ガイドであってもよい。このように、定着装置に備えられる搬送部材は、搬送面をニップ部に隣り合うように設けられればよい。さらに、搬送部材を有する用紙搬送装置は、画像形成装置における定着装置と異なる位置で記録媒体を搬送する構成であっても良い。取手部が延在する方向は、画像形成装置正面側からの視認性が良い方向であることが望ましいため、上述の形態のように鉛直方向に限られず、鉛直上方を含むように傾斜していてもよい。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

２０ 定着装置
７１ サーモスタット
７２ 基体
７４ａ，７４ｂ 電極板
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ ガイド部
７８ａ，７８ｂ ねじ
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ 位置決め部材（位置決め部）
１００ 画像形成装置

特開２０１３−１８６２８７号公報 特開２００８−２９２６４２号公報

Claims (10)

1. 基体と、
   前記基体に固定される電極板と、
   前記基体に固定されると共に前記電極板に接続されるサーモスタットとを備え、
   前記電極板と前記サーモスタットとは直接的に接触固定されているサーモスタットの保持機構。
2. 請求項１記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記サーモスタットは前記電極板を介して前記基体に固定されていることを特徴とするサーモスタットの保持機構。
3. 請求項１または２記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記基体は前記電極板が組立時に接触するガイド部を有することを特徴とするサーモスタットの保持機構。
4. 請求項１ないし３の何れか一つに記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記基体は前記サーモスタットを囲む壁部を有することを特徴とするサーモスタットの保持機構。
5. 請求項１ないし３の何れか一つに記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記基体は前記電極板の位置決めを行う位置決め部材を有することを特徴とするサーモスタットの保持機構。
6. 請求項５記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記位置決め部材は前記基体に一体的に形成されていることを特徴とするサーモスタットの保持機構。
7. 請求項１ないし６の何れか一つに記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記基体は絶縁体であることを特徴とするサーモスタットの保持機構。
8. 請求項１ないし７の何れか一つに記載のサーモスタットの保持機構において、
   前記電極板は前記基体にねじによって固定されることを特徴とするサーモスタットの保持機構。
9. 請求項１ないし８の何れか一つに記載のサーモスタットの保持機構を用いたことを特徴とする定着装置。
10. 請求項９記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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