JP5633276B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録シートに転写したトナー像を熱定着させる定着装置に関する。

従来、用紙を加熱する加熱ローラと、加熱ローラを収容する樹脂製の筐体と、筐体の内部に配置され、加熱ローラの温度を検知するサーミスタとを備えた定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、この技術では、サーミスタを表面に有するフィルムが、フレームに固定され、このフレームは、サーミスタと加熱ローラが非接触になるように筐体に取り付けられている。

特開２００３−２６３０６６号公報

しかしながら、前述した技術では、定着装置の駆動による筐体内の温度上昇によって、フレームが熱変形することがあり、これにより、サーミスタと加熱ローラの距離が変動し、正確な温度測定が困難であった。

そこで、本発明は、熱によって変形しにくい構成で温度検知部材を支持することで、精度良く温度検知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、本発明の定着装置は、回転する加熱部材と、前記加熱部材とニップを形成して回転する加圧部材と、を備え、前記加熱部材と前記加圧部材とによって記録シート上に現像剤像を定着する定着装置であって、前記加熱部材と間隔を隔てて対向配置され、前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材と、前記温度検知部材を支持するフィルム状の支持体と、前記支持体が固定される枠体と、前記加熱部材を収容し、前記枠体の一端に位置する基端部を支持する定着フレームと、を備え、前記枠体は、前記温度検知部材が前記加熱部材と対向する対向方向において前記温度検知部材と間隔を隔てた位置に補強部を有し、前記補強部は、前記枠体の一部と他部とをつなぐように設けられていることを特徴とする定着装置。

このように構成された定着装置によれば、温度検知部材を支持する支持体を固定する枠体に、一部と他部をつなぐ補強部が設けられているため、枠体の剛性が高くなり、変形しにくくなる。また、補強部を設けることで、枠体全体の熱容量が大きくなるので、熱変形にしにくくなる。

本発明によれば、温度検知部材を支持する支持体を固定する枠体に、補強部を設けたので、枠体が熱により変形しにくくなり、温度検知の精度を向上させることができる。

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を示す側断面図である。 定着装置を示す断面図である。 枠体と定着フレームを示す分解斜視図である。 枠体とサーミスタを示す分解斜視図（ａ）と、上面図（ｂ）である。 サーミスタと加熱ローラの距離を測定する方法を示す、図４（ｂ）のＸ−Ｘ断面に相当する図である。 変形例に係る枠体を示す上面図である。 他の変形例に係る枠体を示す上面図である。 他の変形例に係る枠体を示す上面図である。

＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、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、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る定着装置１８を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、定着装置１８の詳細な構成について説明する。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２内に記録シートの一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６から用紙３を画像形成部５へ搬送する用紙供給機構７を主に備えている。フィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙供給機構７によって一枚ずつ分離されて画像形成部５に供給される。

画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着装置１８などを備えている。

スキャナ部１６は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。そして、スキャナ部１６では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、装置本体２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７は、公知の感光ドラム２７、帯電器２９、転写ローラ３０、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４などを備えて構成されている。

このプロセスカートリッジ１７では、帯電器２９で帯電された感光ドラム２７の表面が、スキャナ部１６からのレーザビームで露光されることで、感光ドラム２７上に静電潜像が形成される。この静電潜像に、トナーホッパ３４内のトナーが供給ローラ３３や現像ローラ３１を介して供給されることで、感光ドラム２７上にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム２７上のトナー像が、転写ローラ３０に引き寄せられて用紙３に転写される。

定着装置１８は、プロセスカートリッジ１７の後方に設けられている。用紙３上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１８を通過することで用紙３上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙３は、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送される。そして、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排出される。

＜定着装置の構成＞
図２に示すように、定着装置１８は、ハロゲンヒータＨＨと、用紙３を加熱する加熱部材の一例としての加熱ローラ４１と、加圧ローラ４２と、加熱ローラ４１の温度を検出するための温度検知部材の一例であるサーミスタＴＨと、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２を収容する樹脂製の定着フレーム１８１とを主に備えている。

ハロゲンヒータＨＨは、円筒状の加熱ローラ４１内に配設されており、加熱ローラ４１を内側から加熱している。

加熱ローラ４１は、略円筒状に形成される金属製の部材であり、装置本体２に回転可能に支持されている。なお、この加熱ローラ４１としては、例えば、アルミの円筒部材の表面をＰＴＦＥコーティングしたものを採用することができる。

加圧ローラ４２は、図示しないバネによって加熱ローラ４１に押圧されており、回転する加熱ローラ４１と接触して従動回転するようになっている。なお、この加圧ローラ４２としては、例えば、芯金の周囲にシリコンゴムを設け、このシリコンゴムの表面をＰＴＦＥチューブで覆ったものを採用することができる。

サーミスタＴＨは、公知の温度センサであり、上下方向で加熱ローラ４１と間隔を隔てて対向配置されている。そして、このサーミスタＴＨは、前後方向に延びる長尺状の枠体５０に支持され、この枠体５０は、支持プレート１００を介して定着フレーム１８１に固定されている。なお、枠体５０の構造については、後で詳述する。

支持プレート１００は、図３に示すように、左右方向に延びる長尺状の金属製プレートであり、サーミスタＴＨを枠体５０を介して支持している。そして、支持プレート１００は、板状の本体部１１０と、本体部１１０の上端の略中央部から後方に延びて、枠体５０を支持する延出部１２０とを有している。

本体部１１０の左右両端には、左方に向けて開口するＵ字状の溝１１１と、溝１１１よりも内側に形成され、ネジＳが挿通される貫通孔１１２とが形成されている。

延出部１２０には、サーミスタＴＨを支持する枠体５０の一端部である被固定部５０Ｂが、接着剤等により固定されている。そして、図２に示すように、枠体５０が定着フレーム１８１内に挿入された際には、サーミスタＴＨは、上下方向で加熱ローラ４１と対向するように配置される。

一方、定着フレーム１８１には、図３に示すように、枠体５０と延出部１２０を内部に挿入させるための開口部１８２が形成されている。そして、この開口部１８２の左右下側部分は、支持プレート１００の左右端を固定するための固定面１８３となっており、この固定面１８３には、支持プレート１００の溝１１１と左右方向に移動可能に係合する略円柱状のピン部１８４と、ネジＳが締結される取付孔１８５とがそれぞれ形成されている。

そして、定着フレーム１８１に、支持プレート１００を取り付ける際には、支持プレート１００は、枠体５０（延出部１２０）を開口部１８２から挿入し、支持プレート１００の溝１１１を定着フレーム１８１のピン部１８４に係合させた後、ネジＳを、支持プレート１００の貫通孔１１２に通しつつ、定着フレーム１８１の取付孔１８５に締結することで、定着フレーム１８１に固定される。

＜枠体の構造＞
次に、サーミスタＴＨを支持する枠体５０の構造について詳しく説明する。
枠体５０は、図４（ａ）に示すように、耐熱性樹脂等から平面視矩形状に形成されており、支持プレート１００に固定される被固定部５０Ｂと、被固定部５０Ｂの後端部に設けられる枠部５０Ａとから構成されている。

枠部５０Ａは、被固定部５０Ｂ側に位置する第１の枠辺５１と、サーミスタＴＨに対して第１の枠辺５１とは反対側に位置する第２の枠辺５２と、サーミスタＴＨに対して左右両側で第１の枠辺５１と第２の枠辺５２の両端部同士をつなぐ第３の枠辺５３および第４の枠辺５４と、補強部５５とから構成されている。そして、枠部５０Ａの下面には、サーミスタＴＨを支持する支持体の一例であるフィルム５７が貼付されている。

第１〜第４の枠辺５１〜５４は、枠部５０Ａの内側に一段下がった段差を有した断面視略Ｌ字状に形成されている。

補強部５５は、枠体５０の一部と他部とをつなぐ枠辺であり、枠体５０の第１の枠辺５１（基端部）から第２の枠辺５２（先端部）に向かって、フィルム５７の面に沿って延び、第１の枠辺５１と第２の枠辺５２の中央部をそれぞれつなぐように形成されている。また、補強部５５は、第１の枠辺５１の内側上面５１Ａと第２の枠辺５２の内側上面５２Ａより上側に設けられている。このように構成することによって、図５に示すように、上下方向（サーミスタＴＨが加熱ローラ４１と対向する対向方向）において、サーミスタＴＨと間隔を隔てた位置に補強部５５を設けることができるので、サーミスタＴＨと補強部５５の間の熱の出入りを防ぐことができる。

フィルム５７は、ポリイミド等から形成される透明なシートであり、上面にサーミスタＴＨと、固定部材の一例であるアルミシール５８とが設けられている。

具体的に、サーミスタＴＨは、図４（ｂ）に示すように、フィルム５７に面して見て、補強部５５と重なるように、フィルム５７の左右中央部に配置されている。このようにサーミスタＴＨを配置することで、枠体５０は、左右対称（基端部から先端部に向かって延び、フィルム５７に直交する面に関して対称）となる。

アルミシール５８は、不透明なシール部材であり、フィルム５７に面して見て、補強部５５よりも大きな寸法を有する円形状に形成されている。言い換えると、補強部５５は、フィルム５７に面して見て、アルミシール５８より小さな寸法を有している。そして、アルミシール５８は、サーミスタＴＨを覆うようにして、フィルム５７に貼り付けられている。このアルミシール５８は、フィルム５７に面して見て、一部が補強部５５と重なっている。そして、アルミシール５８の補強部５５と重ならない部分を利用して、サーミスタＴＨと加熱ローラ４１の距離を測定することができる。

サーミスタＴＨと加熱ローラ４１の距離の測定は、例えば、工場での検査時に行われる。検査では、図５に示すように、アルミシール５８と加熱ローラ４１の上方に光学的距離センサ６０を配置し、アルミシール５８の表面までの距離と、加熱ローラ４１の表面までの距離をそれぞれ測定する。そして、この二つの距離の差を計算することで、サーミスタＴＨと加熱ローラ４１の距離を求める。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
サーミスタＴＨを支持する枠体５０に、枠体５０の一部と他部とをつなぐ補強部５５が設けられているため、枠体５０の剛性が高くなり、枠体５０が変形しにくくなる。また、補強部５５を設けることで、枠体５０全体の熱容量が大きくなるので、枠体５０が加熱されても変形しにくくなる。つまり、枠体５０に補強部５５を設けることによって、サーミスタＴＨから加熱ローラ４１表面までの距離を一定に保つことができるので、精度良く温度検出をすることができる。また、サーミスタＴＨと補強部５５とは、サーミスタＴＨと加熱ローラ４１とが対向する方向において間隔を隔てているため、サーミスタＴＨと補強部５５との間の熱の出入りを防ぎ、サーミスタＴＨによる温度検知の精度を向上させることができる。

そして、長尺状の枠体５０の基端部を、支持プレート１００に固定して片持ち状に支持した場合、加熱ローラ４１の熱により、枠体５０が上下に反るように変形しやすいが、本実施形態では、補強部５５が、枠体５０の基端部から先端部に向かって、フィルム５７の面に沿って延びるように形成されているので、上下の反りに対する曲げ剛性が高くなり、変形を抑えることができる。

そして、枠体５０が、左右対称であることから、熱変形時の枠体５０の歪みを低減することができる。

また、補強部５５が、フィルム５７に面して見て、サーミスタＴＨと重なるように設けられているため、枠体５０のサーミスタＴＨ付近の剛性を確実に高めることができる。

そして、補強部５５が、不透明なアルミシール５８よりも小さな寸法を有しているため、フィルム５７に面して見て、補強部５５がアルミシール５８の一部と重なっても、補強部５５と重なっていない部分を有するので、光学的距離センサ６０から照射される光を、アルミシール５８に当てることができる。

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。

前記実施形態では、補強部５５は一つだけ設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、サーミスタＴＨから左右方向に等距離離れた場所に、補強部５５を一本ずつ設けても良い。

なお、このとき、補強部５５は、フィルム５７に面して見て、アルミシール５８の一部と重なるように設けることが望ましい。これにより、補強部５５は、フィルム５７に面して見て、前記実施形態のようにサーミスタＴＨと重ならなくても、サーミスタＴＨ近傍に設けられるため、枠体５０のサーミスタＴＨ周辺の剛性を高めることができる。

また、前記実施形態では、補強部５５は、第１の枠辺５１と第２の枠辺５２とをつなぐようにして設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、サーミスタＴＨを跨ぎながら第３の枠辺５３と第４の枠辺５４とをつなぐ補強部５５であっても良い。

また、補強部５５は、図８に示すように、サーミスタＴＨを跨ぎながら第３の枠辺５３と第４の枠辺５４とを繋ぎ、さらに第１の枠辺５１をつなぐようなＴ字状の補強部５５であっても良い。このように補強部５５を設けることによって、前後方向および左右方向に対して枠体５０の変形を抑制することができる。

そして、前記実施形態では、枠体５０は矩形状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、枠部５０Ａの先端部が略Ｕ字状に形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、枠体５０は、定着フレーム１８１（支持プレート１００）に、被固定部５０Ｂのみが固定され片持ち状に支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、被固定部５０Ｂと第２の枠辺５２とを定着フレーム１８１に固定しても良い。このように、枠体５０の複数箇所を定着フレーム１８１に固定することで、より枠体５０の変形を抑制することができる。

また、前記実施形態では、フィルム５７が枠体５０に貼付されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フィルム５７は、枠体５０にネジ止めなどで固定されていてもよい。

前記実施形態では、本発明の定着装置１８が、単色画像を形成するレーザプリンタ１に備えられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などに備えてもよいし、多色画像を形成するカラープリンタやカラー複写機、カラー複合機などに備えてもよい。
また、前記実施形態では、加熱ローラ４１とニップを形成する加圧ローラ４２が採用されていたが、加熱ローラ４１とニップを形成するベルトを用いてもよい。なお、非接触サーミスタを用いる構成としては、これら以外の構成も採用されうる。

１ レーザプリンタ
１８ 定着装置
５０ 枠体
５１ 第１の枠辺
５２ 第２の枠辺
５３ 第３の枠辺
５４ 第４の枠辺
５５ 補強部
５７ フィルム
５８ アルミシール
１００ 支持プレート
１８１ 定着フレーム
ＴＨ サーミスタ

Claims (7)

1. 回転する加熱部材と、前記加熱部材とニップを形成して回転する加圧部材と、を備え、
   前記加熱部材と前記加圧部材とによって記録シート上に現像剤像を定着する定着装置であって、
   前記加熱部材と間隔を隔てて対向配置され、前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材と、
   前記温度検知部材を支持するフィルム状の支持体と、
   前記支持体が固定される枠体と、
   前記加熱部材を収容し、前記枠体の一端に位置する基端部を支持する定着フレームと、
   を備え、
   前記枠体は、前記温度検知部材が前記加熱部材と対向する対向方向において前記温度検知部材と間隔を隔てた位置に補強部を有し、
   前記補強部は、前記枠体の内側を塞がない状態で、前記枠体の一部と他部とをつなぐように設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記補強部は、前記枠体の基端部から先端部に向かう方向に、前記支持体の面に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記枠体は、基端部に位置する第１の枠辺と、前記温度検知部材に対して前記第１の枠辺とは反対側に位置する第２の枠辺と、前記温度検知部材に対して両側で前記第１の枠辺と前記第２の枠辺をつなぐ第３の枠辺および第４の枠辺と、を有し、
   前記補強部は、前記第１の枠辺と前記第２の枠辺とをつなぐことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記枠体は、基端部から先端部に向かって延び、前記支持体に直交する面に関して対称である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. 前記補強部は、前記支持体に面して見て、前記温度検知部材と重な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. 前記温度検知部材を覆い、前記支持体に貼り付けられる不透明な固定部材をさらに備え、
   前記補強部は、前記支持体に面して見て、前記固定部材の一部と重なることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記補強部は、前記支持体に面して見て、前記固定部材より小さな寸法を有していることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。

Images