JP2019035868A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知アームでシートを精度よく検知することを目的とする。【解決手段】定着装置８は、回転する加熱部１１０と、加熱部１１０との間でシートＳ搬送する加圧部１２０と、加熱部１１０に先端が接触し、加熱部１１０からシートＳを剥離する剥離爪１４０と、シートＳの搬送方向に直交する幅方向において互いに向かい合う一対の案内リブ２００であって、加熱部１１０と加圧部のニップ部Ｎを通過したシートＳの加熱部１１０側の面に接触する一対の案内リブ２００と、シートＳの搬送方向におけるニップ部Ｎの下流側に配置され、シートＳに接触して揺動する検知アーム１５０と、を備えている。剥離爪１４０および検知アーム１５０は、一対の案内リブ２００の間に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、シートを検知する検知アームを備える定着装置に関する。

従来、画像形成装置に備えられる定着装置において、加熱ローラからシートを剥離する剥離爪と、シートを検知する検知アームを備えたものが知られている。剥離爪に剥離されたシートは、複数設けられている案内リブに案内されて排出される。検知アームは、複数の案内リブの間に設けられており、シートに接触してシートの前端および後端の通過タイミングを検知する。

特開２００８−１５８５０７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、シートの幅方向（搬送方向と直交する方向）において、検知アームが剥離爪から離れて位置する案内リブの間に配置されている。剥離爪から離れて位置する案内リブは、シートの挙動が安定しない場合にも案内できるように、理想の搬送経路から後退して配置されている。この結果、検知アームがシートを検知する位置でシートの位置は安定しておらず、検知タイミングの精度がよくないという問題点があった。

そこで、本発明は、検知アームがシートを精度よく検知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。

前記した目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、回転する加熱部と、加熱部との間でシートを搬送する加圧部と、加熱部に先端が接触し、加熱部からシートを剥離する剥離爪と、シートの搬送方向に直交する幅方向において互いに向かい合う一対の案内リブであって、加熱部と加圧部のニップ部を通過したシートの加熱部側の面に接触する一対の案内リブと、シートの搬送方向におけるニップ部の下流側に配置され、シートに接触して揺動する検知アームと、を備えている。剥離爪および検知アームは、一対の案内リブの間に配置されている。

このように構成された定着装置によれば、剥離爪が間にある一対の案内リブの間の部分では、シートが通過する位置が安定しているので、検知アームがシートを精度よく検知することができる。

本発明によれば、定着装置の検知アームがシートを精度よく検知することができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 定着装置の断面図である。 定着装置の斜視図である。 剥離爪および検知アームの付近を下側から見た図である。 剥離爪と検知アームと案内リブの位置関係を示す側面図である。 シートの前端が検知アームに当接する位置で、剥離爪と検知アームと案内リブを搬送方向から見た図である。 シートの前端が検知アームに接触した瞬間を示す図（ａ）と、シートが検知アームを通過している途中を示す図（ｂ）である。 ニップ圧調整機構を説明する側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。具体的には、図１の左側を「前」とし、図１の右側を「後」とし、図１の紙面手前側を「右」、紙面奥側を「左」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、電子写真方式の画像形成装置であるカラープリンタ１は、シートＳの両面に画像を形成可能に構成されており、筐体２と、当該筐体２の内部に配置されたフィーダ部３、画像形成部４、定着装置８および搬送部９とを主に備えている。

筐体２は、後部に設けられた図示しない回動軸を中心に上下に回動することで開閉可能に構成されたアッパーカバー２１と、画像が形成されたシートＳが載置される積載トレイ２２と、積載トレイ２２にシートＳを排出するための排出口２３とを主に有している。

フィーダ部３は、筐体２内の下部に設けられ、シートＳを収容するシートトレイ３１と、押圧板３２と、ピックアップローラ３３と、分離ローラ３４と、前部搬送ローラ３６と、レジストレーションローラ３７とを主に備えている。フィーダ部３は、シートトレイ３１内のシートＳを、押圧板３２によってピックアップローラ３３に寄せ、ピックアップローラ３３によってシートトレイ３１内から画像形成部４に向けて送り出す。そして、シートトレイ３１内から送り出されたシートＳを、分離ローラ３４によって１枚ずつ分離し、前部搬送ローラ３６とレジストレーションローラ３７によって画像形成部４に供給する。

画像形成部４は、シートＳにトナー像を転写して画像を形成するように構成されており、４つの露光ユニット５と、４つのプロセスユニット６と、転写ユニット７とを主に備えている。

露光ユニット５は、感光体ドラム６３の上方に対向して配置され、その下端に左右方向に配列された図示しない複数の発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。露光ユニット５は、画像データに基づいてＬＥＤを明滅させることで、感光体ドラム６３の表面を露光する。

プロセスユニット６は、積載トレイ２２とシートトレイ３１との間で前後に並んで配置され、アッパーカバー２１が開かれた状態において筐体２に対し着脱可能となっている。各プロセスユニット６は、ドラムカートリッジ６１と、ドラムカートリッジ６１に対して着脱可能な現像カートリッジ６２とを備えて構成されている。ドラムカートリッジ６１は、それぞれ、感光体ドラム６３や、帯電器６４などを有し、現像カートリッジ６２は、それぞれ、現像ローラ６５や、符号を省略して示す供給ローラ、層厚規制ブレード、現像剤であるトナーを収容するトナー収容部などを有している。

転写ユニット７は、シートトレイ３１とプロセスユニット６との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、無端状の搬送ベルト７３と、４つの転写ローラ７４とを主に備えて構成されている。搬送ベルト７３は、駆動ローラ７１と従動ローラ７２との間に張設され、外側の面が配列された４つの感光体ドラム６３に対向して配置されており、その内側には転写ローラ７４が対応する感光体ドラム６３との間で搬送ベルト７３を挟持するように配置されている。

画像形成部４は、回転する感光体ドラム６３の表面を、帯電器６４によって一様に帯電し、露光ユニット５によって露光することで、感光体ドラム６３上に画像データに基づく静電潜像を形成する。また、トナー収容部内のトナーを、供給ローラから現像ローラ６５に供給し、現像ローラ６５の回転によって現像ローラ６５と層厚規制ブレードとの間で一定の厚さに規制した上で現像ローラ６５上に担持させる。

そして、現像ローラ６５上に担持されたトナーを、感光体ドラム６３に供給することで静電潜像を可視像化し、感光体ドラム６３上にトナー像を形成する。その後、フィーダ部３から供給されたシートＳを、感光体ドラム６３と搬送ベルト７３との間で搬送することで、シートＳに感光体ドラム６３上のトナー像を転写する。

定着装置８は、プロセスユニット６および転写ユニット７の後方に設けられている。定着装置８は、中空のローラである加熱部１１０と、加熱部１１０に対向して配置され、加熱部１１０に対して押圧されるローラである加圧部１２０と、搬送ローラ１３０と、を主に備えている。

定着装置８は、トナー像が転写されたシートＳを、加熱部１１０と加圧部１２０との間で搬送することで、シートＳにトナー像を熱定着させる。トナー像が熱定着されたシートＳは、搬送ローラ１３０によって定着装置８から搬出される。

搬送部９は、定着装置８から搬出されたシートＳを筐体２外または再び画像形成部４に向けて搬送するように構成されており、後部搬送ローラ９２および排出ローラ９３と、再搬送経路９４と、再搬送経路９４に設けられた複数の再搬送ローラ９５とを主に備えている。

図２に示すように、定着装置８は、前述した加熱部１１０などの他に、定着フレーム８０と、剥離爪１４０と、検知アーム１５０と、搬送ローラ１３０に対向して設けられた排紙コロ１６０と、を備えている。

加熱部１１０は、定着フレーム８０に支持されて回転軸線Ｇを中心に回転するローラ部１１１と、ローラ部１１１の内側に配置される第１ヒータ１１２および第２ヒータ１１３と、を備えている。加圧部１２０は、加熱部１１０を押圧しており、加熱部１１０とともにニップ部Ｎを形成している。

搬送ローラ１３０は、定着装置８におけるシートＳの搬送方向（以下、単に「搬送方向」という。）において、ニップ部Ｎの搬送方向の下流側に配置されている。搬送ローラ１３０の搬送速度は、加熱部１１０と加圧部１２０の搬送速度より大きい。

剥離爪１４０は、加熱部１１０に貼り付いたシートＳを加熱部１１０から剥離する部材である。剥離爪１４０は、先端が尖った板形状を有し、先端が加熱部１１０に接触して配置されている。剥離爪１４０は、加熱部１１０に接触する鋭角状の先端部１４１と、先端部１４１で剥離したシートＳを案内する第１案内面１４２を有している。

図３、図４に示すように、剥離爪１４０は、シートＳの搬送方向に直交し、回転軸線Ｇの方向と一致する幅方向（以下、単に「幅方向」という。）に複数並んで配置されており、本実施形態では４つ配置されている。幅方向において、各剥離爪１４０および検知アーム１５０の両側には、搬送方向に延びる一対の案内リブ２００が互いに近接して設けられている。一対の案内リブ２００は、幅方向において互いに向かい合っている。なお、本明細書において向かい合っているとは、間に他の物を介することなく、直接向い合っていることをいう。一対の案内リブ２００は、加熱部１１０と加圧部１２０のニップ部Ｎを通過したシートＳの加熱部１１０側の面に接触して、シートＳを案内する。一対の案内リブ２００の間隔は、８〜１４ｍｍが望ましい。

ここで、一対の案内リブ２００の一方を第１案内リブ２１０と呼び、他方を第２案内リブ２２０と呼ぶこととする。剥離爪１４０は、第１案内リブ２１０と第２案内リブ２２０の間に配置されている。本実施形態では、各剥離爪１４０に対応して、第１案内リブ２１０と第２案内リブ２２０の組が幅方向に４組並んでいる。

図５に示すように、剥離爪１４０の一部と第１案内リブ２１０の一部は、幅方向において向かい合っている。剥離爪１４０の一部と第２案内リブ２２０の一部は、幅方向において向かい合っている。剥離爪１４０と、もっとも近接するリブである第１案内リブ２１０との間隔は１〜３ｍｍが望ましい。また、剥離爪１４０と、検知アーム１５０との幅方向の間隔は２〜５ｍｍが望ましい。

一対の案内リブ２００は、定着フレーム８０から突出し、搬送方向に沿って延びている。一対の案内リブ２００は、シートＳと接触する第２案内面２０１をそれぞれ有している（図６参照）。幅方向から見て、第２案内面２０１は、剥離爪１４０の第１案内面１４２と交差している。なお、図５では、第１案内リブ２１０を実線で示し、第２案内リブ２２０を破線で示している。第１案内リブ２１０の第２案内面２０１と第２案内リブ２２０の第２案内面２０１は、幅方向から見て重なっているが、図面を見やすくするために、少しずらして示している。

図３に示すように、幅方向において、一対の案内リブ２００の両側には、複数の第３案内リブ２３０および複数の第４案内リブ２４０がさらに配置されている。第３案内リブ２３０および第４案内リブ２４０は、定着フレーム８０から突出し、搬送方向に沿って延びている。図６に示すように、第３案内リブ２３０は、シートＳと接触する第３案内面２３１を有している。第４案内リブ２４０は、シートＳと接触する第４案内面２４１を有している。シートＳの前端が検知アーム１５０と当接する位置において、第３案内リブ２３０および第４案内リブ２４０は、一対の案内リブ２００よりも搬送経路から後退している。逆に言うと、一対の案内リブ２００は、第３案内リブ２３０および第４案内リブ２４０よりも搬送経路側に突出している。さらに言えば、シートＳの前端が検知アーム１５０と当接する位置において、シートＳを案内する他のいずれの部材よりも突出している。

図２に示すように、検知アーム１５０は、搬送方向におけるニップ部Ｎの下流側に配置され、シートＳに接触して揺動することでシートＳを検知する部材である。検知アーム１５０は、図７（ａ）に示す第１位置と、図７（ｂ）に示す第２位置との間を揺動可能である。

図５に示すように、検知アーム１５０は、揺動軸１５２と、揺動軸１５２から案内リブ２００に向かって延びるアーム部１５３と、揺動軸１５２から突出する当接部１５４と、遮光部１５６と、を有している。

揺動軸１５２は、定着フレーム８０に揺動可能に支持されている。これにより、検知アーム１５０は、揺動中心１５１の周りで揺動可能である。揺動中心１５１は、シートＳの搬送経路ＰＨを挟んで剥離爪１４０と反対側に位置している。

当接部１５４は、検知アーム１５０が第１位置にあるとき、定着フレーム８０に設けられた規制部８５と当接する部分である。規制部８５は、揺動中心１５１より搬送方向の下流側に位置している。規制部８５は、当接部１５４と当接することで、検知アーム１５０の搬送方向の上流側への揺動を規制している。

検知アーム１５０には、トーションバネ１５５が設けられている。トーションバネ１５５は、コイル部１５５Ａと、コイル部１５５Ａから延びる第１アーム１５５Ｂと、コイル部１５５Ａから延びる第２アーム１５５Ｃを有している。コイル部１５５Ａは、揺動軸１５２の周りに配置されている。第１アーム１５５Ｂは、定着フレーム８０に掛止され、第２アーム１５５Ｃは、検知アーム１５０のアーム部１５３に掛止されている。これにより、検知アーム１５０は、トーションバネ１５５により、常時、搬送方向上流側、つまり、第１位置へ向けて付勢されている。そして、シートＳが通過していないときには、当接部１５４が規制部８５に当接することで検知アーム１５０が第１位置に位置するようになっている。

第１位置においては、検知アーム１５０の先端部１５３Ａは搬送経路ＰＨと交差している。すなわち、第１位置においては、シートＳがアーム部１５３に当接可能である。

遮光部１５６は、当接部１５４からアーム部１５３と反対の方向に延び、アーム部１５３とは幅方向にずれた位置に配置されている。図７（ａ）に示すように、検知アーム１５０が第１位置のとき、遮光部１５６は、定着フレーム８０に設けられた光センサ１５７の光を遮光する。そして、図７（ｂ）に示すように、検知アーム１５０が第２位置のとき、遮光部１５６は、光センサ１５７を遮光しない。すなわち検知アーム１５０が揺動することで光センサ１５７の出力が変化するため、シートＳを検知することができる。

図３、図４に示すように、検知アーム１５０は、４組の案内リブ２００のうちの１組の間に配置されている。幅方向において、第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａは、剥離爪１４０と向かい合っており、検知アーム１５０の先端部１５３Ａと剥離爪１４０の間には他の部材が配置されていない。

図５に示すように、第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａと第１案内リブ２１０の一部は、幅方向において向かい合っている。第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａと第２案内リブ２２０の一部は、幅方向において向い合っている。

幅方向から見て、検知アーム１５０は、一対の案内リブ２００の第２案内面２０１と交差している。幅方向から見て、検知アーム１５０の先端部１５３Ａが第２案内面２０１と交差する部分Ｘ２は、剥離爪１４０の第１案内面１４２と第２案内面２０１が交差する部分Ｘ１より搬送方向の下流側に位置している。

図４に示すように、排紙コロ１６０は、第４案内リブ２４０に回転可能に支持されている。第４案内リブ２４０は、定着フレーム８０に揺動可能に支持されている。第４案内リブ２４０は、図示しないバネにより付勢されており、これにより、排紙コロ１６０は搬送ローラ１３０に向けて付勢されている。

図８に示すように、定着装置８は、加圧部１２０を加熱部１１０に向けて付勢する支持アーム３００を備えている。支持アーム３００は、中央部に設けられた第１軸支部３１０と、一端に設けられた第２軸支部３２０と、他端に設けられたバネ掛け部３３０を有している。第１軸支部３１０は、加圧部１２０の軸部１２１を支持する。第２軸支部３２０は、定着フレーム８０に設けられた軸部８８に係合しており、これにより、支持アーム３００は、軸部８８周りに回動可能となっている。スプリング３４０は、例えば、引張コイルバネであり、一端がバネ掛け部３３０に掛止され、他端が、定着フレーム８０に設けられたバネ掛け部８９に掛止されて、常時、引張力を発生している。スプリング３４０が延びる方向は、重力方向（上下方向）に対して斜めになっている。

図７（ａ）に示すように、トナー像が熱定着された後、加熱部１１０に貼り付いたシートＳは、剥離爪１４０によって加熱部１１０から剥離される。その後、シートＳの前端は剥離爪１４０の第１案内面１４２に沿って、一対の案内リブ２００の第２案内面２０１まで案内される。その後、シートＳは、剥離爪１４０の両側に配置された第２案内面２０１に沿って、搬送方向の下流側に案内される。そして、シートＳの前端が検知アーム１５０のアーム部１５３に接触してアーム部１５３を押すことで、図７（ｂ）に示すように、検知アーム１５０は第１位置から第２位置に揺動する。そして、シートＳの後端がアーム部１５３の先端部１５３Ａを通りすぎた後は、トーションバネ１５５の付勢力によって、検知アーム１５０が第１位置に戻る。このようにして、検知アーム１５０は、シートＳの前端と後端の通過タイミングをそれぞれ検知することができる。

以上のような本実施形態の定着装置８によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
定着装置８は、加熱部１１０と、加圧部１２０と、加熱部１１０からシートＳを剥離する剥離爪１４０と、加熱部１１０と加圧部１２０のニップ部Ｎを通過したシートＳの加熱部１１０側の面に接触する一対の案内リブ２００と、ニップ部Ｎの下流側に配置され、シートＳに接触して揺動する検知アーム１５０とを備える構成とすることができる。剥離爪１４０および検知アーム１５０は、一対の案内リブ２００の間に配置されている。
これにより、このシートＳの前端の検知のとき、シートＳは、剥離爪１４０の両側の一対の案内リブ２００によって案内されている。つまり、シートＳは、互いに近接した一対の第２案内面２０１によって平面に近い状態で支持されながら検知アーム１５０のアーム部１５３に当接する。このように、シートＳが平面に近い形状の安定した搬送状態にあるときに、検知アーム１５０がシートＳを検知するので、検知アーム１５０はシートＳの前端の通過タイミングを精度よく検知することができる。

また、定着装置８は、幅方向において、第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａは、剥離爪１４０と向かい合う構成とすることができる。これにより、検知アーム１５０は剥離爪１４０に剥離されたシートＳの先端を精度よく検知することができる。

また、定着装置８は、第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａが第２案内面２０１と交差する部分Ｘ２が剥離爪１４０第１案内面１４２と第２案内面２０１が交差する部分Ｘ１より搬送方向の下流側に位置する構成とすることができる。これにより、検知アーム１５０がシートＳの前端を検知するのは、剥離爪１４０の第１案内面１４２がシートＳの前端を案内しているときではなく、一対の第２案内面２０１がシートＳの前端を案内しているときである。このため、検知アーム１５０は、シートＳの前端の通過タイミングを精度よく検知することができる。

また、定着装置８は、検知アーム１５０の揺動中心１５１がシートＳの搬送経路を挟んで剥離爪１４０と反対側に位置する構成とすることができる。これにより、検知アーム１５０の揺動中心１５１からシートＳと接触する部分までの距離を大きくすることができる。このため、軽い力で検知アーム１５０を揺動させることが可能となり、コシの弱いシートＳの場合にも、検知アーム１５０がシートＳの前端の通過タイミングを精度よく検知することができる。

また、定着装置８は、規制部８５が搬送方向において、検知アーム１５０の揺動中心１５１より下流側に位置しているので、検知アーム１５０を加熱部１１０の近くに配置することができる。この結果、検知アーム１５０のアーム部１５３を、ニップ部Ｎの近くに配置することができるので、シートＳを精度よく検知することができる。

また、定着装置８は、搬送ローラ１３０の搬送速度が、加熱部１１０と加圧部１２０の搬送速度より大きい構成とすることができる。これにより、シートＳは搬送ローラ１３０によって若干引っ張られることになる。このため、シートＳが弛みにくくなり、シートＳの挙動が安定し、シートＳを精度よく検知することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態においては、画像形成装置の一例としてカラーのレーザプリンタを例示したが、画像形成装置はモノクロの画像形成装置であってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。また、シートは、用紙に限らず、ＯＨＰシートなどであってもよい。さらに、加熱部材および加圧部材は、ローラを用いるものに限らず、ベルトを用いることもできる。

前記実施形態において、幅方向において、第１位置にある検知アーム１５０の先端部１５３Ａが剥離爪１４０と向かい合っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１位置にある検知アームの先端部が剥離爪と、幅方向から見て、ずれて配置されていてもよい。この場合であっても、第１位置にある検知アームの先端部が、剥離爪と向かい合っており、検知アームの先端部と剥離爪の間に他の部材が配置されていないことが望ましい。

前記実施形態において、剥離爪および一対の案内リブが、幅方向に４つ配置されていたが、剥離爪および一対の案内リブの数は４つに限定されない。

前記実施形態では、定着装置が、２本のヒータを備えていたが、ヒータの数はこれに限定されるものではない。例えば、ヒータの数は１本でもよいし、３本以上であってもよい。

また、前記した各実施形態及び各変形例の各要素は、任意に組み合わせて実施することが可能である。

８ 定着装置
１１０ 加熱部
１２０ 加圧部
１３０ 搬送ローラ
１４０ 剥離爪
１５０ 検知アーム
２００ 一対の案内リブ
Ｎ ニップ部
Ｓ シート

Claims (8)

1. 回転する加熱部と、
   前記加熱部との間でシートを搬送する加圧部と、
   前記加熱部に先端が接触し、前記加熱部からシートを剥離する剥離爪と、
   シートの搬送方向に直交する幅方向において互いに向かい合う一対の案内リブであって、前記加熱部と前記加圧部のニップ部を通過したシートの前記加熱部側の面に接触する一対の案内リブと、
   シートの搬送方向における前記ニップ部の下流側に配置され、シートに接触して揺動する検知アームと、を備え、
   前記剥離爪および前記検知アームは、前記一対の案内リブの間に配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記剥離爪と前記一対の案内リブの一方は、前記幅方向において向かい合い、前記剥離爪と前記一対の案内リブの他方は、前記幅方向において向かい合うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記検知アームと前記一対の案内リブの一方は、前記幅方向において向かい合い、前記検知アームと前記一対の案内リブの他方は、前記幅方向において向い合うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記剥離爪と前記検知アームは、前記幅方向において向かい合うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記幅方向から見て、前記剥離爪のシートに接触する第１案内面は、前記一対の案内リブのシートに接触する第２案内面と交差することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記幅方向から見て、前記検知アームは、前記第２案内面と交差し、
   前記幅方向から見て、前記検知アームが前記第２案内面と交差する部分は、前記第１案内面と前記第２案内面が交差する部分より前記搬送方向の下流側に位置することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記検知アームの揺動中心は、シートの搬送経路を挟んで前記剥離爪と反対側に位置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記検知アームの前記搬送方向の上流側への揺動を規制する規制部を有し、
   前記規制部は、前記搬送方向において、前記揺動中心より下流側に位置することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。

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