JP2016080946A

JP2016080946A - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2016080946A
Application number: JP2014213888A
Authority: JP
Inventors: 達也山中; Tatsuya Yamanaka
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: JP6256290B2; US9417577B2; US20160109837A1

Abstract

【課題】筐体の検知孔による熱損失を抑制することができる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、熱源と、熱源によって加熱される伝熱部材と、伝熱部材と当接する当接部材１３と、熱源、伝熱部材及び当接部材が収容され且つ内部の特性を外部から検知するための検知孔２１ｂを有する筐体とを備え、伝熱部材と当接部材１３との間を通過する記録紙を加熱して記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、伝熱部材と当接部材１３との間への記録紙の供給に合わせて、検知孔２１ｂを開閉するシャッター２３を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、内部の状態を外部から検知するための検知孔を有する定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置に関する。

定着装置として、熱源と、当該熱源により加熱される伝熱部材と、当該伝熱部材を圧接する圧接部材とを筐体内に備え、伝熱部材と圧接部材との間を通過する記録紙を加熱して、記録紙上のトナー像を定着するようにしたものがある。
例えば、筐体に検知孔が設けられ、当該検知孔を介して定着装置の外部に配された温度センサーにより、定着時の伝熱部材の温度を測定するようにしたものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００８−４０４３７号公報

上記特許文献１に記載の定着装置では、検知孔を有しているため、筐体内の保温力が失われるという課題が生じる。
本発明の目的は、筐体の検知孔による熱損失を抑制することができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係る定着装置は、熱源と、前記熱源によって加熱される伝熱部材と、前記伝熱部材と当接する当接部材と、前記熱源、前記伝熱部材及び前記当接部材が収容され且つ内部の特性を外部から検知するための検知孔を有する筐体とを備え、前記伝熱部材と前記当接部材との間を通過する記録紙を加熱して記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記伝熱部材と前記当接部材との間への記録紙の供給に合わせて、前記検知孔を開閉するシャッターを備える。
本発明に係る画像形成装置は、上記構成の定着装置を備えている。

本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、上記構成のため、検知孔により熱損失を抑制できる。

（ａ）は実施形態に係る画像形成装置の斜視図であり、（ｂ）は横カバーを外した画像形成装置の斜視図である。定着装置の斜視図である。検知孔側から定着装置を見た図である。図３のＸ−Ｘ線断面を矢印方向から見た図である。検知孔が閉鎖された状態の定着装置の内部の様子を示す斜視図である。検知孔が開放された状態の定着装置の内部の様子を示す斜視図である。（ａ）はプレスローラがヒートローラを押圧している状態の断面図であり、（ｂ）はプレスローラがヒートローラを押圧していない状態の断面図である。検知孔を開閉する状態を示す斜視図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の一態様に係る定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．画像形成装置の概略
画像形成装置１は、図１に示すように、例えば、トナー像を記録紙に形成する画像形成部（図示省略）と、形成されたトナー像を定着する定着部２と、定着部２の内部の特性を検出する検出センサーと、検出された特性に基づいて定着部２の特性を制御する制御部を備える。定着部２は、特性検出用の検知孔を有し、当該検知孔を利用して検出センサーにより特性が検出される。

画像形成装置１は、上記の画像形成部、定着部２、検出センサーの他、例えば、セットされた原稿の画像を読み取る画像読取部、画像形成部に記録紙を供給する給紙部４、トナー像が定着された記録紙を排出トレイ５に排出する排出部、各種機能の表示や各種機能の選択操作等を行うための操作表示部６、選択された機能を実行するために各部を制御する主制御部を備える。
ここでは、画像読取部は原稿カバー３により覆われている。また、定着部の特性を制御する制御部は主制御部に組み込まれていてもよいし、主制御部と別に設けられてもよい。

２．定着部
定着部２は、本発明に係る定着装置の一例に相当し、画像形成装置の一部を構成する定着部として組み込まれている。以下、定着部を定着装置として説明する。
定着装置２は、図２〜４、特に図４に示すように、ヒートローラ１１とプレスローラ１３とを筐体１５内に備える。ヒートローラ１１は、本発明の熱源と、本発明の伝熱部材とを組み合わせたものの一例に相当する。プレスローラ１３は、本発明の圧接部材の一例に相当する。
ここでは、熱源はハロゲンランプ１７が利用され、伝熱部材はローラ１９が利用されている。なお、ハロゲンランプ１７は、ローラ１９の内部に挿入されている。

定着装置２は、ヒートローラ１１とプレスローラ１３との間（以下、「ニップ部」ともいう。）を通過する記録紙を加熱して記録紙上のトナー像を定着する。
定着装置２は、内部の特性を外部から検知するための検知孔２１を筐体１５に有し、ニップ部への記録紙の供給に合わせて、検知孔２１を開閉するシャッター２３を備える。ここでは、定着装置２の内部の特性は、ヒートローラ１１の温度である。

定着装置２は、図５、６に示すように、ヒートローラ１１を回転自在に支持するフレーム２５を備えている。フレーム２５は、ヒートローラ１１の軸が延伸する方向（以下、延伸する方向及び延伸する方向と平行な方向を、「軸方向」という。）の両端に配された側板２７，２９と、一対の側板２７，２９を連結する連結板３１とを有している。
連結板３１に、筐体１５の検知孔２１に対応する位置に検知孔２１ｂが設けられている。シャッター２３は、図８の（ａ）に示すように記録紙の供給の際に検知孔２１ｂを開放し、図８の（ｂ）に示すように記録紙の排出の際に検知孔２１ｂを閉鎖する。なお、検知孔２１ｂが閉鎖すると、筐体１５の検知孔２１も閉鎖する。検知孔２１ｂが開放すると、筐体の検知孔も開放する。
定着装置２は、ニップ部への記録紙の供給に合わせて、図５〜７に示すように、プレスローラ１３をヒートローラ１１へと押圧する押圧手段３３を備え、シャッター２３の開閉は、押圧手段３３の動作に連動している。

押圧手段３３は、少なくとも、記録紙の供給に合わせて回転する回転軸３５と、プレスローラ１３を装着する一対の移動部材３７，３９とを有している。なお、移動部材３９は側板２９に設けられ、図５及び図６では、側板２９に隠れている。
移動部材３７，３９は、回転軸３５の回転に合わせて、ヒートローラ１１に対してプレスローラ１３が遠近する遠近方向に移動する。シャッター２３は、回転軸３５の回転に合わせて、検知孔２１ｂを開閉する。
押圧手段３３はフレーム２５に設けられている。具体的には、押圧手段３３の移動部材３７，３９及び回転軸３５は側板２７，２９に設けられている。なお、回転軸３５は、記録紙の供給に合わせて、図外のモータにより回転駆動される。

移動部材３７，３９は、図７に示すように、ヒートローラ１１の軸方向から見たときに、「Ｌ」字状をしている。「Ｌ」を構成する一辺側に位置する部位（図７の（ａ）、（ｂ）では、プレスローラ１３の陰で見えないが、プレスローラ１３の軸よりも上方に位置している部位である。）が、当該部位を通る軸周りに回転(揺動）自在に側板２７，２９に固定されている（この固定された部位を固定部位とする。）。
プレスローラ１３は、移動部材３７，３９の固定部位から離れた位置に回転自在に装着している。換言すると、移動部材３７，３９は、固定部位を中心として揺動（移動）し、プレスローラ１３がヒートローラ１１に対して近づいたり、離れたりする。

押圧手段３３は、移動部材３７，３９における固定部位よりプレスローラ１３側に位置する部位を、プレスローラ１３がヒートローラ１１に接触する状態で、さらにヒートローラ１１に近づけることで、プレスローラ１３はヒートローラ１１を押圧する。
押圧手段３３は、さらに、記録紙の厚みにより、ヒートローラ１１とプレスローラ１３の間隔を調整する機能を有しても良い。具体的には、押圧手段３３は、プレスローラ１３をヒートローラ１１に押圧するような負荷を生じさせる負荷発生部材を有してもよい。この負荷発生部材は圧縮バネ４０ａ，４０ｂである。なお、圧縮バネ４０ｂは側板２９に設けられ、図５及び図６では、側板２９に隠れている。

押圧手段３３は、さらに、回転軸３５に装着されたカム４１，４３を有し、カム４１，４３の動作に連動して移動部材３７，３９が移動する。具体的には、
押圧手段３３は、図５〜図７に示すように、カム４１，４３の外周面に当接して揺動する揺動部材４５，４７と、揺動部材４５，４７と移動部材３７，３９とを連結する連結部材４９，５１とを備える。
揺動部材４５，４７は、図７に示すように長尺状をし、中間部分がカム４１，４３と接触する状態で、一端（ヒートローラ１１に近い側の端部である。）が揺動自在にフレーム２５（連結板３１）に装着されている。これにより、揺動部材４５、４７が、回転軸３５の回転に合わせて揺動する。

カム４１，４３は、回転軸３５の軸に対して偏心した偏心カムであり、カム４１，４３の外周面と揺動部材４５，４７との接触位置が回転軸３５の軸に近づいたり、軸から離れたりする。
連結部材４９，５１は、揺動部材４５，４７の他端と、移動部材３７，３９における固定部位からプレスローラ１３が装着される側の端部（他端部とする）とを連結している。

これにより、回転軸３５が回転してカム４１，４３の外周面と揺動部材４５，４７との接触位置が回転軸３５の軸に近づくと、移動部材３７，３９の他端部がヒートローラ１１側に近づき、プレスローラ１３がヒートローラ１１を押圧する押圧力が大きくなる。逆に、回転軸３５が回転してカム４１，４３の外周面と揺動部材４５，４７との接触位置が回転軸３５の軸から離れると、移動部材３７，３９の他端部がヒートローラ１１から離れ、プレスローラ１３がヒートローラ１１を押圧する押圧力が小さくなる。

なお、回転軸３５は、記録紙がニップ部に供給されるときに、接触位置が回転軸３５の軸に近づいた状態で停止し、記録紙の定着が完了して記録紙がニップ部から排出されるときに、回転して、接触位置が回転軸３５の軸から遠のいた状態で停止する。なお、記録紙の供給時と排出時の回転軸３５の回転方向は、一定方向でもよいし、供給時と排出時で反転させてもよい。
押圧手段３３は、揺動部材４５，４７をカム４１，４３の外周面に当接させる方向の負荷を発生させる負荷発生部材を備える。ここでは負荷発生部材は圧縮バネ５３，５５である。

シャッター２３は、図８に示すように、連結板３１に沿ってスライド自在に支持された板部材により構成されている。シャッター２３は、連結板３１に設けられたガイド板６１のガイド溝６３内をスライドする。ガイド板６１は、連結板３１に対して直交する状態で連結板３１に設けられている。
シャッター２３の支持は、例えば、シャッター２３の移動方向における中間部位でガイド板６１の上面に係止する第１係止部６５とシャッター２３の上端に係止する第２係止部６７により行われる。

シャッター２３の開閉は、回転軸３５の回転に合わせて、スライドすることで行われる。なお、回転軸３５は、図５、６及び８に示すように、ローと平行に配されている。つまり、回転軸３５は、検知孔２１ｂが形成されている壁（連結板３１）に沿って配されている。
シャッター２３は、回転軸３５にスクリュー状に設けられた突起部７１に嵌合する嵌合部７３を有している。これにより、回転軸３５の回転に合わせて（つまり、記録紙の供給・排出に合わせて）、シャッター２３が移動する。

３．動作
記録紙が供給され、排出するまでの動作を説明する。記録紙が供給される前の状態は、図７の（ｂ）の状態であり、揺動部材４５，４７が回転軸３５の軸から離れた状態である。

（１）記録紙供給時
ニップ部に記録紙が近づくと、回転軸３５が回転する。この回転に合わせて、カム４１，４３の外周面と揺動部材４５，４７との接触点が回転軸３５の軸に近づくように揺動部材４５，４７が揺動する（図７の（ａ）参照）。
この揺動により連結部材４９，５１により移動部材３７，３９がヒートローラ１１側に近づき、プレスローラ１３がヒートローラ１１を押圧する。
一方、回転軸３５の回転により、回転軸３５のねじ部７１にシャッター２３の螺合部７３が螺合しているため、シャッター２３が移動して、図８の（ａ）に示すように検知孔２１ｂが開放される。これにより内部の温度を検出できる。
このように、シャッター２３は、記録紙の供給に合わせて検知孔２１ｂを開放するため、常時開放している場合に比べて、内部の熱損失を低減できる。また、シャッター２３の開閉機構は、プレスローラ１３をヒートローラ１１に押圧させる押圧手段３３を構成する回転軸３５を利用しているため、安価且つ容易に実施できる。

（２）記録紙供給時
記録紙の定着が完了して記録紙がニップ部から離れると、回転軸３５が記録紙供給時と反対方向に回転する。この回転に合わせて、カム４１，４３の外周面と揺動部材４５，４７との接触点が回転軸３５の軸から離れるように揺動部材４５，４７が揺動する（図７の（ｂ）参照）。
この揺動により連結部材４９，５１により移動部材３７，３９の他端部がヒートローラ１１から離れ、プレスローラ１３のヒートローラ１１への押圧が解除される。
一方、回転軸３５の回転により、記録紙供給時と反対方向にシャッター２３が移動して、図８の（ｂ）に示すように検知孔２１ｂが閉鎖される。これにより内部の熱の損失を抑制できる。

＜変形例＞
以上、実施形態に係る定着装置や画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってよい。
また、実施形態や変形例に記載していていない例や、要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。

１．シャッターの開閉
実施形態では、押圧手段３３の回転軸３５を利用してシャッター２３を開閉させているが、シャッターを記録紙の供給に合わせて開閉させる機構を回転軸と別に設けても良い。例えば、押圧手段の回転軸とは別に新規の回転軸を利用しても良い。なお、押圧手段３３を構成する部品を利用する方が部品点数の増加を防止できる。
開閉は、回転軸３５のねじ機構を利用しているが、他の機構を利用しても良く、例えば、ラックとピニオン等の歯車機構や、シャッターに取り付けられたワイヤーを巻取るような機構等がある。
シャッターは開閉時にスライドしていたが、他の移動方式で開閉してもよい。他の移動方式として、回転軸に装着された羽（シャッター）を回転させる方式でもよい。この場合、ステップモータ等を利用して所定角度回転させたり、回転軸とかさ歯車等を利用して回転軸を回転させたりすることで実施できる。

２．筐体内部の特性
実施形態では、筐体内の温度（ヒートローラの温度）を検知しているが、他の特性であっても良い。他の特性としては、ヒートローラの回転速度、湿度等である。

３．押圧手段
実施形態では、カムを利用した揺動部材に移動部材を連結した構造の押圧手段を利用したが、他の押圧手段でもあってもよい。他の押圧手段としては、シリンダー等を利用したり、通電による吸着・反発する電気磁石を利用したりできる。
揺動部材のカムへの押圧や当接部材の伝熱部材への押圧力の調整に圧縮バネを利用したが、引張バネも利用することができる。実施形態で説明した揺動部材や移動部材の形状は、一例であり、他の形状あっても良い。

４．熱源
実施形態では、熱源が伝熱部材内に配されていたが、熱源は伝熱部材の外部に配されていても良い。

１画像形成装置
２定着部（定着装置）
１３プレスローラ（当接部材）
１５筐体
１７ハロゲンランプ（熱源）
１９ローラ
２１ｂ検知孔
２３シャッター

Claims

熱源と、前記熱源によって加熱される伝熱部材と、前記伝熱部材と当接する当接部材と、前記熱源、前記伝熱部材及び前記当接部材が収容され且つ内部の特性を外部から検知するための検知孔を有する筐体とを備え、前記伝熱部材と前記当接部材との間を通過する記録紙を加熱して記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記伝熱部材と前記当接部材との間への前記記録紙の供給に合わせて、前記検知孔を開閉するシャッターを備える
ことを特徴とする定着装置。
前記特性は、前記伝熱部材の温度である
請求項１に記載の定着装置。
前記シャッターは、前記記録紙の供給の際に前記検知孔を開放し、前記記録紙の排出の際に前記検知孔を閉鎖する
請求項１又は２に記載の定着装置。
前記伝熱部材と前記当接部材との間への前記記録紙の供給に合わせて、前記当接部材を前記伝熱部材へと押圧する押圧手段を備え、
前記シャッターの開閉は、前記押圧手段の動作に連動している
請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
前記押圧手段は、前記記録紙の供給に合わせて回転する回転軸と、前記伝熱部材に対して遠近方向に移動すると共に前記当接部材を装着する移動部材とを有し、
前記回転軸の回転に合わせて、前記移動部材が前記遠近方向に移動すると共に前記シャッターが開閉する
請求項４に記載の定着装置。
前記押圧手段は、前記回転軸に装着されたカムを有し、
前記カムの動作に連動して前記移動部材が移動する
請求項５に記載の定着装置。
前記押圧手段は、前記カムの外周面に当接して揺動する揺動部材と、前記揺動部材と前記移動部材とを連結する連結部材とを備える
請求項６に記載の定着装置。
前記押圧手段は、前記記録紙の厚みにより、前記伝熱部材と前記当接部材との間の間隔を調整する
請求項４〜７の何れか１項に記載の定着装置。
前記押圧手段は、前記当接部材を前記伝熱部材に押圧する負荷を生じさせる負荷発生部材を有する
請求項８に記載の定着装置。
前記負荷発生部材は、圧縮バネである
請求項９に記載の定着装置。
前記回転軸は、前記検知孔が形成されている壁に沿って配され、
前記シャッターは、前記壁に沿って移動可能に支持された板状部材であり、
前記板状部材は、前記回転軸に設けられたねじ部に螺合する螺合部を有している
請求項５〜１０の何れか１項に記載の定着装置。
定着装置を備える画像形成装置おいて、
前記定着装置は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の定着装置である
ことを特徴とする画像形成装置。