JP4281411B2 - シート検知装置、これを用いた定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

シート検知装置、これを用いた定着装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート搬送路を通過するシートを検知するシート検知装置、このシート検知装置が用いられる定着装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
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、感光体ドラムの表面を帯電装置によって一様に帯電した後、感光体ドラムの表面に像光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成する。そして、用紙やOHPシート等のシートを1枚ずつシート搬送路に搬送し、感光体ドラムとの対向位置でトナー像をシート上に転写した後、このシート上のトナー像を定着装置によって加熱及び加圧して定着させることにより、画像を形成するように構成されている。
【0003】
このような画像形成装置では、複数の搬送ローラ対によってシートを挟持しながら搬送するシート搬送路の近傍に、シートの有無を検知するシート検知装置が設けられている。
【0004】
このシート検知装置は、例えば、シートが当接することによって回動するアクチュエータをシートガイドからシート搬送路に臨ませて配置しており、アクチュエータの回動に連動して透過型光センサーの光路を遮蔽又は開放し、シートを検知するものが知られている。
【0005】
また最近では、装置の小型化が要請されており、シートガイドを省略し、シート搬送路にアクチュエータを直に臨ませる形態が採用されている。
【0006】
このシート検知装置に用いられるアクチュエータとしては、例えば図10に示すように、シート搬送路を搬送されるシートが当接する接触部102と、この接触部102の基部が固定された回動可能な軸部104とが設けられている。さらに、軸部104にはねじりコイルバネ106が巻き付けられており、このねじりコイルバネ106の一端は取付部103に取り付けられ、他端は軸部104が軸支されたアクチュエータ100のホルダ108に取り付けられている。このねじりコイルバネ106によって、接触部102はシート搬送路に突出する位置へ付勢され、ストッパ109により図10に示す姿勢が維持されている。そして、シート搬送路を搬送されるシートが接触部102に当接することにより、接触部102が後退する方向に回動するようになっている。さらに、アクチュエータ100の後方には光透過型センサ110が配設されており、接触部102の回動に連動して検知板111が光透過型センサ110の光路を遮蔽又は開放することにより、通過するシートの有無が検知される(例えば特許文献1を参照)。
【0007】
このようなシート検知装置は、例えば加熱ローラ112にシートを圧接させて加熱及び加圧する定着装置と対向する位置に配設されている。
しかしながら、上記のようなシート検知装置は、図11に示すように、周辺のシートガイド113が省略され、シート搬送路に直に臨んでいるため、加熱ローラ112に沿って搬送されるシート114の先端がアクチュエータ100の軸部104及びこの軸部104を支持するホルダ108に衝突し、ダメージを受けるという不具合がある。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−315995号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アクチュエータの支軸にシートの先端が衝突するのを回避することができるシート検知装置、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ローラによりシート搬送路を搬送されるシートに当接し、前記ローラよりシート搬送方向下流側に設けられた支軸を中心に回動変位するアクチュエータと、前記アクチュエータの回動変位を検知する検知手段と、を備えたシート検知装置において、前記アクチュエータは、前記ローラを通過したシートが当接して回動変位する第1の当接部と該第1の当接部に当接したシートが当接して回動変位する第2の当接部とを備え、前記第1の当接部がシート搬送方向上流側で、前記支軸よりもシート搬送路側に突出して設けられると共に、前記第2の当接部がシート搬送方向下流側で、シート搬送路を遮って設けられており、前記アクチュエータは、前記第1の当接部がシートの当接によって回動変位したときに前記検知手段に変位を検知されず、かつ、前記第2の当接部がシートの当接によって回動変位したときに前記検知手段に変位を検知されることを特徴としている。
【0012】
請求項1に記載のシート検知装置によれば、第1の当接部が支軸よりもシート搬送路側に突出して設けられているので、ローラによりシート搬送路を搬送されるシートが支軸および軸受に衝突することがない。さらに、第2の当接部がシート搬送路を遮って設けられているので、シートが通過すれば必ず第2の当接部に当接し、アクチュエータが回動変位する
【0013】
また、アクチュエータは、第1の当接部がシートの当接によって回動変位したときに検知手段に変位を検知されず、かつ、第2の当接部がシートの当接によって回動したときに検知手段に変位を検知されるようにしたので、第2の当接部よりシート搬送方向上流側に第1の当接部を設けてもシートの検知タイミングがほぼ一定となる。このため、安定したシートの検知が可能となる。
【0014】
請求項2に記載の発明に係るシート検知装置は、請求項1に記載の構成において、前記第1の当接部は、前記支軸の両側に設けられていることを特徴としている。
【0015】
請求項2に記載のシート検知装置によれば、第1の当接部が支軸の両側に設けられているので、シート搬送路を搬送されるシートは支軸の両端部付近で突出した第1の当接部に確実に当接する。このため、シートが支軸及び軸受に衝突するのをより確実に回避できる。
【0016】
請求項3に記載の発明に係るシート検知装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記第1の当接部と前記第2の当接部とは、前記支軸に取り付けられ、シートの当接によって前記支軸と共に回動変位することを特徴としている。
【0017】
請求項3に記載のシート検知装置によれば、第1の当接部はシートの先端が当接することによって回動するので、シートの先端が第1の当接部に衝突した後、第1の当接部は回動しながらシートの先端を逃がすように働き、シートの先端にダメージを与えることがない。シートの先端は第1の当接部を通過した後、さらに第2の当接部に衝突し、第2の当接部が回動する。これにより、シートの先端が折れたり、しわになったりするのを防止できる。
【0018】
請求項4に記載の発明に係るシート検知装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記第2の当接部と前記第1の当接部とは前記支軸回りに独立して回動変位することを特徴としている。
【0019】
請求項4に記載のシート検知装置によれば、第1の当接部と第2の当接部とが支軸回りに独立して回動変位するので、第1の当接部にシートの先端が衝突すると第1の当接部のみが回動し、第2の当接部は回動しない。そして、シートの先端が第1の当接部を通過した後、第2の当接部に衝突することで、第2の当接部が回動する。このため、第2の当接部の回動変位によってシートの有無を検知する場合に、第1の当接部の回動変位によって誤ってシートが検知されることがなく、誤差のない安定したシートの検知が可能となる。
【0022】
請求項に記載の発明に係るシート検知装置は、請求項に記載の構成において、前記アクチュエータには、前記検知手段に変位を検知させる検知板が設けられ、前記検知手段が光センサであり、前記検知板が光センサの光路を遮光する遮光板であり、該遮光板を前記第2の当接部にシートが当接し回動したとき、光路を開放あるいは遮光する形状としたことを特徴としている。
【0023】
請求項に記載のシート検知装置によれば、第2の当接部にシートが当接し回転したとき、遮光が光センサの光路を開放あるいは遮光するので、第2の当接部の回動変位を確実に検知することができる。このため、第2の当接部よりシート搬送方向上流側に第1の当接部を設けてもシートの検知タイミングがほぼ一定となり、安定したシートの検知が可能となる。
【0024】
請求項に記載の発明に係る定着装置は、内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラにシートを圧接する加圧ローラと、を備え、 前記加熱ローラと前記加圧ローラとで加熱圧接されたシートが剥離搬送されるシート搬送路へ、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のシート検知装置を設けたことを特徴としている。
【0025】
請求項に記載の定着装置によれば、加熱ローラと加圧ローラとで加熱圧接されたシートが剥離搬送されるシート搬送路にアクチュエータを配置した場合でも、シートの先端が支軸及び軸受に衝突するのを防止できる。このため、アクチュエータを加熱ローラ出口に近接して配置することができる。したがって加熱ローラを通過したシートを速やかに検知することができ、シートの巻き付きジャムによるシート燃えを防止することができる。なぜならシートが加熱ローラを通過したのち速やかに検知されれば、シートが加熱ローラ出口でジャムを起したときに、短い時間でジャムと検知でき、加熱ローラを速やかに停止することができるからである。さらに、支軸とシート搬送路との間にガイド部材(シートガイド)を介在させる必要がないので、ガイド部材の削減による定着装置の小型化、省コスト化に寄与できる。
【0026】
請求項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5までのいずれか1項に記載のシート検知装置を備えることを特徴としている。
【0027】
請求項に記載の画像形成装置によれば、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のシート検知装置を備えるので、シート搬送路を通過するシートをより確実に検知することができ、ジャムを速やかに検知して画像形成装置の作動を停止することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシート検知装置の第1実施形態を図1から図7に基づいて説明する。
【0029】
図4に示すように、本実施形態のシート検知装置10は定着ユニット30内に実装されている。この定着ユニット30は、図7に示すように、画像形成装置本体200に対して着脱可能となっている。
【0030】
図5に示すように、定着ユニット30の内部には、所定の温度に加熱されるヒートローラ34と、このヒートローラ34との間でシート(用紙、OHPシートなど)を圧接する加圧ローラ36とを備えている。ヒートローラ34と加圧ローラ36との圧接位置のシート搬送方向下流側には、ヒートローラ34に対向して軸方向に複数の剥離爪42が設けられており、ヒートローラ34と加圧ローラ36との間を通過したシートを剥離するようになっている。中央の剥離爪42の近傍には、シート搬送路を搬送されるシートを検知するシート検知装置10が設けられている。
【0031】
このシート検知装置10は、図1〜図3に示すように、シートと当接して回動可能なアクチュエータ12と、このアクチュエータ12の後方に、アクチュエータ12の回動変位を検知する検知部14とを備えている。
【0032】
このアクチュエータ12には、両側のフレーム28に回転可能に支持される支軸20が設けられており、この支軸20の両端部側には、シートが当接する板状の第1の当接部16の面取りされた側部がシート搬送路に突出するように取り付けられている。この第1の当接部16の間には、支軸20からシート搬送方向下流側へ張出すように平板状の第2の当接部18が設けられており、シート搬送路を遮っている。また、第1の当接部16は、第2の当接部18と両脇の板材19によって一体となっており、フレーム28よりシート搬送路側にL字状に張り出した形状となっている。
【0033】
支軸20の一端側には、ねじりコイルバネ22が巻き付けられており、このねじりコイルバネ22の一方の端部は第1の当接部16に取り付けられ、他方の端部はフレーム28に取り付けられている。さらに、第2の当接部18の後方には、両端部のフレーム29に棒状のストッパ24が横架されており、第2の当接部18の後方に取り付けられた板材26がストッパ24に当接するようになっている。第1の当接部16と第2の当接部18とは、ねじりコイルバネ22によって支軸20を中心として図1中の前方に回動するように付勢され、板材26がストッパ24に当接することで、その回動が規制されるようになっている。このねじりコイルバネ22の付勢力は、シートが第1の当接部16又は第2の当接部18に当接したときに、第1の当接部16又は第2の当接部18を後退する方向に回動させて、シートの搬送を妨害しないように設定されている。
【0034】
また、検知部14はフォトインタラプタ(透過型光センサー)であり、図3に示すように、1対の受発光素子からなる発光部50と受光部52とを備えている。この発光部50と受光部52とは定着ユニット30本体に保持されており、これらの間に、第2の当接部18の板材26から延設された遮光板54が挿介されている。この遮光板54は、第2の当接部18の待機位置(板材26がストッパ24に当接する位置)では、発光部50と受光部52との間を遮蔽するような形状に調整されており、第2の当接部18にシートが当接して回動変位したときに、発光部50と受光部52の光路を開放するようになっている。そして、光路の開放/遮蔽によってLOW/HIGH信号を制御装置(図示せず)に送出するように設定されており、制御装置で光路の開放を検知することでシートの通過が検知される。なお、この遮光板54は、光を反射することがないよう黒色に調色されている。
【0035】
図5に示すように、定着ユニット30内に配置されたヒートローラ34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)を設けた中空形状の芯金(肉厚0.5mm〜1.5mmの鉄またはアルミ素管)からなり、内部にヒーター38が配置されている。また、ヒートローラ34の一端には、画像形成装置本体200の駆動ギア(図示せず)と噛み合い、ヒートローラ34に回転駆動力を伝達するヒートローラギア40が設けられている。またヒートローラ34の両端部には、ヒートローラ34を回転自在に支持する軸受部材44が取り付けられている。一方、加圧ローラ36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。
【0036】
次に、本実施形態のシート検知装置10の作用について説明する。
【0037】
シートがヒートローラ34と加圧ローラ36との圧接位置を通過すると、シートの先端が剥離爪42によってヒートローラ34の表面から剥離される。図6(A)に示すように、剥離されたシート48の先端は、まずアクチュエータ12の第1の当接部16に当接する。第1の当接部16は、フレーム28のシート搬送路側に突出するように支軸20の両端部側に形成されているので、シート48の先端が支軸20及びフレーム28に衝突することがない。
【0038】
シート48の先端が第1の当接部16に衝突することにより、第1の当接部16は待機位置から支軸20を回動中心として後退する方向に回動する。そして、第1の当接部16は回動しながらシート48の先端を逃がすように働き、シート48の先端にダメージを与えることがない。
【0039】
図6(B)に示すように、続けてシート48の先端が第2の当接部18に当接すると、第2の当接部18が支軸20を回動中心としてさらに後退する方向に回動し、遮光板54が回動して発光部50と受光部52の光路を開放する。これにより、検知部14でシートの通過が検知される。
【0040】
このようなシート検知装置10では、第2の当接部18がシート48の当接により回動するときに遮光板54が光路を開放するように調整しているので、第1の当接部16と第2の当接部18とをそれぞれ設けても、シート48の検知タイミングがシート間でばらつかず、ほぼ一定となる。このため、安定したシート48の検知が可能となり、シートジャムを早期に検知することができるとともに、シートの搬送の制御精度を向上することができる。
【0041】
次に、上記定着ユニット30を適用した画像形成装置の一実施形態を図7に基づき説明する。
【0042】
この画像形成装置は、画像形成装置本体200に開閉カバー202を備えており、この開閉カバー202を開放して画像形成装置本体200の中に定着ユニット30が装填されるようになっている。画像形成装置本体200に定着ユニット30が装填された後は、開閉カバー202を閉じることで画像形成装置が作動可能な状態になる。
【0043】
また、画像形成装置本体200には、画像形成部を一体的にユニット化したプロセスカートリッジ204が設けられている。このプロセスカートリッジ204の内部には、一定方向に回転する感光体ドラム216が設けられている。この感光体ドラム216の周囲には、回転方向上流側から、感光体ドラムを帯電する帯電ローラ218と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ220と、感光体ドラム上の現像されたトナー像をシートに転写する転写ローラ222とが配設されている。さらに、感光体ドラム216の回転方向における転写ローラ222の下流側には、転写後の感光体ドラム表面を清掃するクリーニング部材224が設けられている。また、画像形成装置本体200には、帯電ローラ218と現像ローラ220との間で、感光体ドラム216に像光を照射する露光装置214が設けられている。
【0044】
また、画像形成装置本体200の下部には、シートを収容する給紙カセット206,208が外部に引き出し可能に配設されており、この給紙カセット206,208のシートの取り出し位置には、シートを一枚ずつ取り出して搬送する給紙ローラ205,207が設けられている。さらに、給紙ローラ205,207から供給されるシートを感光体ドラム216と転写ローラ222との対向位置に搬送する搬送ローラ210,211,212,213が設けられている。シートの搬送方向における転写ローラ222の下流側には定着ユニット30が装填されており、さらに定着ユニット30の下流側には、定着後のシートを排出する排紙トレイ230が設けられている。そして、搬送ローラ210,211,212,213と、ヒートローラ34と、加圧ローラ36等によってシート搬送路が形成されている。
【0045】
このような画像形成装置では、感光体ドラム216が帯電ローラ218により帯電され、露光装置214から像光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ220によって現像され、感光体ドラム216上にトナー像が形成される。
【0046】
一方、給紙カセット206から給紙ローラ205によりシートが供給され、搬送ローラ210,211,212,213によって感光体ドラム216と転写ローラ222との対向位置に搬送される。そして、感光体ドラム216上のトナー像が転写ローラ222によってシート上に転写され、さらに定着ユニット30のヒートローラ34と加圧ローラ36との間で加熱・加圧されることによってトナー像が溶融してシート上に画像が定着される。その後、画像が形成されたシートは排紙トレイ230に排出される。
【0047】
このような画像形成装置では、本実施形態のシート検知装置10を備えた定着ユニット30が装填されているので、シート搬送路を通過するシートの有無をより確実に検知することができる。このため、ヒートローラ34へのシートの巻き付きジャムを速やかに検知して、定着ユニット30のヒーター38への通電を停止させることができる。このため、ジャムによるシート燃えや部品の破損などを防止できる。
【0048】
なお、本実施形態の画像形成装置では、定着ユニット30のシートが剥離搬送される位置にシート検知装置10が設けられているが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、画像形成装置本体200のシート搬送路との対向位置にシート検知装置10を適宜配設することができる。これにより、シート搬送路を通過するシートを確実に検知でき、ジャムを速やかに検知して画像形成装置の作動を停止させることができる。
【0049】
次に、本発明に係るシート検知装置の第2実施形態を図8及び図9に基づいて説明する。
【0050】
なお、第1実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0051】
本実施形態では、図8及び図9に示すように、アクチュエータ60の第1の当接部16と第2の当接部68とが分割されており、第1の当接部16が支軸20に取り付けられ、支軸20に回転可能に軸支された支軸21に第2の当接部68が取り付けられている。支軸20には第1の当接部16を付勢するねじりコイルバネ22が巻き付けられており、支軸21には第2の当接部68を付勢するねじりコイルバネ62が巻き付けられている。このねじりコイルバネ62は、一方の端部が第2の当接部68に取り付けられ、他方の端部はフレーム29に取り付けられている。この第2の当接部68は、支軸21を中心として図8中の前方に回動するように付勢され、板材26がストッパ24に当接することで、その回動が規制されるようになっている。なお、支軸21には幅方向に図示しないスリットが形成されており、周方向から支軸20に装着できるようになっている。
【0052】
図9に示すように、第1の当接部16の後方には板片66が延設されており、この板片66の上面がフレーム28から延設された板状のストッパ67に当接している。これにより、第1の当接部16は、支軸20を中心として図9中の前方に回動するように付勢され、板片66がストッパ67に当接することで、その回動が規制されるようになっている。
【0053】
このようなシート検知装置では、シート搬送路を搬送されるシートの先端が第1の当接部16に衝突し、第1の当接部16は図8に示す待機位置から、支軸20を回動中心として後退する方向に回動する。このとき、支軸21は支軸20と独立して回転するので、支軸21に取り付けられた第2の当接部68は回動しない。さらに、シートの先端が第2の当接部68に当接すると、第1の当接部16は回動せず、第2の当接部68が支軸21を回動中心として後退する方向に回動する。この第2の当接部68の回動変位により、遮光板54が発光部50と受光部52の光路を開放し、シートの通過が検知される。
【0054】
このようなシート検知装置では、第1の当接部16の回動変位とは独立して第2の当接部68が回動変位するので、第1の当接部16の回動変位によって誤ってシートが検知されることがなく、第2の当接部68の回動変位によって安定したシートの検知が可能となる。このため、シートの検知タイミングのばらつきをより確実に回避でき、誤差のない検知が可能となる。
【0055】
【発明の効果】
発明に係るシート検知装置、これを用いた定着装置及び画像形成装置によれば、アクチュエータを直にシート搬送路に臨ませても、アクチュエータの支軸にシートの先端が衝突してダメージを受けるのを防止することができるとともに、安定したシートの検知を行うことができる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置を示す斜視図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置を示す平面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置の検知部を示す斜視図である。
【図4】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置を用いた定着ユニットを示す斜視図である。
【図5】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置を用いた定着ユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図6】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置の作用を説明する図である。
【図7】 本発明の第1実施形態に係るシート検知装置を用いた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図8】 本発明の第2実施形態に係るシート検知装置を示す斜視図である。
【図9】 本発明の第2実施形態に係るシート検知装置を示す部分斜視図である。
【図10】 従来のシート検知装置を示す斜視図である。
【図11】 従来のシート検知装置の作用を説明する図である。
【符号の説明】
10 シート検知装置
12 アクチュエータ
14 検知部(検知手段)
16 第1の当接部
18 第2の当接部
20 支軸
21 支軸
22 ねじりコイルバネ
30 定着ユニット(定着装置)
34 ヒートローラ(加熱ローラ)
36 加圧ローラ
48 シート
54 遮光板(検知板)
60 アクチュエータ
62 ねじりコイルバネ
68 第2の当接部

Claims (7)

  1. ローラによりシート搬送路を搬送されるシートに当接し、前記ローラよりシート搬送方向下流側に設けられた支軸を中心に回動変位するアクチュエータと、前記アクチュエータの回動変位を検知する検知手段と、を備えたシート検知装置において、
    前記アクチュエータは、前記ローラを通過したシートが当接して回動変位する第1の当接部と該第1の当接部に当接したシートが当接して回動変位する第2の当接部とを備え、
    前記第1の当接部がシート搬送方向上流側で、前記支軸よりもシート搬送路側に突出して設けられると共に、
    前記第2の当接部がシート搬送方向下流側で、シート搬送路を遮って設けられており、
    前記アクチュエータは、前記第1の当接部がシートの当接によって回動変位したときに前記検知手段に変位を検知されず、かつ、前記第2の当接部がシートの当接によって回動変位したときに前記検知手段に変位を検知されることを特徴とするシート検知装置。
  2. 前記第1の当接部は、前記支軸の両側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシート検知装置。
  3. 前記第1の当接部と前記第2の当接部とは、前記支軸に取り付けられ、シートの当接によって前記支軸と共に回動変位することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート検知装置。
  4. 前記第2の当接部と前記第1の当接部とは前記支軸回りに独立して回動変位することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート検知装置。
  5. 前記アクチュエータには前記検知手段に変位を検知させる検知板が設けられ、前記検知手段が光センサであり、前記検知板が光センサの光路を遮光する遮光板であり、該遮光板を前記第2の当接部にシートが当接し回動したとき、光路を開放あるいは遮光する形状としたことを特徴とする請求項1に記載のシート検知装置。
  6. 内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、
    前記加熱ローラにシートを圧接する加圧ローラと、を備え、
    前記加熱ローラと前記加圧ローラとで加熱圧接されたシートが剥離搬送されるシート搬送路へ、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のシート検知装置を設けたことを特徴とする定着装置
  7. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のシート検知装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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