JP6226137B2 - 定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、レーザープリンター等の画像形成装置には、用紙に転写されたトナー像を当該用紙に加熱定着させるために定着装置が設けられている。この定着装置は、加熱ローラー及び加圧ローラーを有していて、用紙が該両ローラー間を通過する間に、用紙上にトナー像を加熱定着するように構成されている。

この種の定着装置は、通常、加熱ローラーの表面温度を検知するための温度センサーを有している。そして、定着装置は、この温度センサーの検出温度に基づいて加熱ローラーの表面温度を定着温度に制御する。上記温度センサーとしては、加熱ローラーと接触させる接触式温度センサーや、加熱ローラーと接触させない非接触型温度センサーが知られている。非接触型温度センサーは、加熱ローラーの表面と接触しないので、加熱ローラーの表面に傷がつき難い。このため、近年、非接触型温度センサーを備えた定着装置が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この他にも加熱ローラーに無端ベルトを巻き回して、用紙が無端ベルトと加圧ローラーとの間を通過する間に、用紙上にトナー像を加熱定着させる場合もある。この場合、温度センサーにより無端ベルトの表面温度が検知される。

特開２００４−１３０２４号公報

ところで、加熱ローラーや無端ベルト等の加熱回転体の表面温度を検知する温度センサーとして接触式温度センサーを使用した場合、温度センサーを加熱回転体に接触させることからある一定の接触圧が必要になるものの、その取付け精度に関しては厳しく要求されない。

しかし、上記温度センサーとして非接触型温度センサーを使用した場合、温度センサーと加熱回転体とのクリアランス距離が小さいと温度センサーと加熱回転体とが接触する虞があり、クリアランス距離が大きいと加熱回転体の温度を正確に測定することができないという問題がある。このため、加熱回転体と温度センサーとのクリアランス精度を十分に確保する必要がある。

そこで、定着装置の組立て工程において、温度センサーと加熱回転体との間にスペーサー部材を設けることで両者のクリアランス距離を調整することが考えられる。しかしこのようなスペーサーを用いた調整作業には多くの時間と労力が必要となり、結果としてコスト増加を招くという問題がある。また、調整作業を行う作業者の熟練度等によってクリアランス距離の調整精度にばらつきが生じ易いという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱回転体と温度センサーとのクリアランス距離を容易に且つ精度良く調整しようとすることにある。

本発明に係る定着装置は、加熱ローラー又は該加熱ローラーに巻き回された無端状ベルトによって構成される加熱回転体と、該加熱回転体に圧接された状態で回転する加圧ローラーと、上記加熱回転体の温度を測定するための非接触型の温度センサーとを備え、上記加熱回転体と上記加圧ローラーとの間を記録媒体が通過する間にトナー像を該記録媒体に加熱定着させる。

そして、上記加圧ローラーは、上記加熱回転体に対して、水平方向の一側から他側に向かって斜め上方に隣接して設けられており、上記加熱回転体の周面に対して所定のクリアランス距離を空けて配置され、上記加熱回転体及び上記加圧ローラー間を通過後の記録媒体を該加熱回転体から分離する分離板と、一端部に上記温度センサーを保持してなるアーム部材と、上記加熱回転体の回転軸に対して平行に延び、上記アーム部材の他端部を回動可能に支持する軸部材と、上記加熱回転体の回転軸と平行に延びる支持ピンと、上記分離板を支持する支持ブラケットと、を備え、上記支持ブラケットは、基端部が上記支持ピンにより回動可能に支持され、該支持ピンの軸方向から見て、上記水平方向の上記一側から上記他側に向かって鉛直方向の上側に傾斜した傾斜板部と、上記傾斜板部の先端部から屈曲して上記加熱回転体側に向かって延び、該支持ピン側とは反対側の面に上記分離板が固定された固定板部と、上記固定板部における上記支持ピン側の面から突出し、上記アーム部材に保持された温度センサーに対して上記加熱回転体側から当接して該温度センサーと上記加熱回転体とのクリアランス距離を所定距離に規制するセンサー当接部とを有し、上記分離板は、上記加熱回転体の回転軸に対して平行に延設されており、上記分離板の延設方向の両端部と上記加熱回転体との間に設けられ、該分離板と加熱回転体の周面とのクリアランス距離を決定するスペーサーと、上記アーム部材を、その一端部に保持された上記温度センサーが上記加熱回転体に近づく側に付勢する第一付勢部材とをさらに備え、上記アーム部材の他端部は、上記軸部材の中間部に支持され、上記軸部材の両端部を回動可能に支持する一対の支持板をさらに備え、上記一対の支持板は、上記加熱回転体の支持シャフトを軸支する板金プレートと一体成形されたフレームの一部を切り起こして形成されている。

この構成によれば、アーム部材を軸部材回りに回動させて、該アーム部材に保持された温度センサーを支持ブラケット部のセンサー当接部に当接させるだけで、温度センサーと加熱回転体とのクリアランス距離を所定距離に規制することができる。よって、温度センサーと加熱回転体とのクリアランス距離の調整を容易に行うことができる。

また、上記分離板は、上記加熱回転体の回転軸に対して平行に延設されており、上記分離板の延設方向の両端部と上記加熱回転体との間に設けられ、該分離板と加熱回転体の周面とのクリアランス距離を決定するスペーサーを備えているので、加熱回転体に対する分離板の位置精度を向上させることができる。
延いては、分離板を支持する支持ブラケットの加熱ローラーに対する位置精度を向上させることができる。そして、このように高い位置精度で配置された支持ブラケットに形成された当接部を利用して温度センサーの位置決めを行うことで、温度センサーと加熱回転体とのクリアランス精度をより一層高めることができる。

また、上記アーム部材をその一端部に保持された温度センサーが上記加熱回転体に近づく側に付勢する付勢部材をさらに備えている。これにより、温度センサーが加熱回転体に近づく側に付勢されるので、温度センサーを支持ブラケット部のセンサー当接部にしっかりと押し付けることができる。したがって、温度センサーとセンサー当接部との間に浮きが生じたりすることもない。よって、温度センサーと加熱回転体とのクリアランス精度を可及的に高めることができる。

本発明に係る画像形成装置は上記定着装置を備えている。

この画像形成装置は、上記定着装置を備えているので、温度センサーによって加熱回転体の温度を精度良く検知することができる。したがって、加熱回転体の温度を精度良く制御することができる。延いては、画像形成装置により形成される画像の画質を向上させることができる。

本発明によれば、加熱ローラーと温度センサーとのクリアランス距離を容易に且つ精度良く調整することができる。

図１は、実施形態における定着装置を備えた画像形成装置を示す概略の縦断面図である。 図２は、定着装置の外観を示す斜視図である。 図３は、定着装置を示す縦断面図である。 図４は、定着装置の蓋部を取外した状態を示す斜視図である。 図５は、加熱ローラーに対する分離板の位置決め構造を示す概略図である。 図６は、温度センサーの周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図７は、他の実施形態における定着装置を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態におけるレーザープリンター１（以下、単にプリンターという）を示している。このプリンター１は、画像形成部２０を有する装置本体８０を備えている。装置本体８０内の下部には給紙部１０が設けられ、装置本体８０の上面には排紙部７０が形成されている。給紙部１０から排紙部７０に至る用紙搬送路９０には、用紙Ｐを挟持して搬送する複数の搬送ローラー対１１〜１３が上流側から下流側に向かって順に配置されている。尚、以下の説明において、前側、後側はそれぞれ、図１の紙面垂直方向の手前側、奥側を意味し、左側、右側はそれぞれ、図１の左右方向の左側、右側を意味する。

上記給紙部１０は、シート状の用紙Ｐが収容される給紙カセット１０ａと、該給紙カセット１０ａ内の用紙Ｐを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１０ｂとを有している。給紙カセット１０ａよりカセット外に送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１１を介して画像形成部２０に供給される。

画像形成部２０は、感光体ドラム２１、帯電器２３、露光装置２５、現像装置２７、転写器２９、及び定着装置４０を含んでいる。画像形成時には、先ず、帯電器２３によって感光体ドラム２１の周面が帯電され、その後、露光装置２５によって感光体ドラム２１の表面に原稿画像データ（例えば、外部端末より受信した原稿画像の画像データ）に基づくレーザー光が照射される。そうして、感光体ドラム２１の表面には、上記画像データに対応する静電潜像が形成される。感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像は、現像装置２７によりトナー像として現像される。これにより、感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成（担持）される。このトナー像は転写器２９によって、給紙部１０から供給される用紙Ｐに対して転写される。トナー像が転写された後の用紙Ｐは、転写器２９における転写ローラーの回転によって定着装置４０へ供給される。

定着装置４０は、互いに対向して配置された加熱ローラー４１及び加圧ローラー４２を有している。加圧ローラー４２は、不図示の付勢部材によって加熱ローラー４１に圧接されている。転写器２９より定着装置４０に供給された用紙Ｐは加熱ローラー４１と加圧ローラー４２との間を通過する。これにより、トナー像が用紙Ｐに加熱定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、両ローラー４１，４２により下流側へと送り出される。定着装置４０より送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラー対１２，１３によって上記排紙部７０に排出される。

図２に示すように、上記定着装置４０はケース４３により覆われている。ケース４３は、上側に開放するケース本体部４４と、該ケース本体部４４の上側を閉塞する蓋部４５とを有している。ケース４３内には、上記加熱ローラー４１及び加圧ローラー４２が収容されている。

図３に示すように、加熱ローラー４１は、その軸心部を貫通する支持シャフト４８に対して固定されている。加圧ローラー４２は、その軸心部を貫通する支持シャフト４７に対して固定されている。ケース４３内の下部にはガイド板４９が設けられている。ガイド板４９は、上側に向かって左側に傾斜していて、転写器２９より供給される用紙Ｐを加熱ローラー４１と加圧ローラー４２との間に導く。

定着装置４０は、上記加熱ローラー４１及び加圧ローラー４２の他に、分離機構５０及び温度センサー６０を有している。分離機構５０は、加熱ローラー４１及び加圧ローラー４２間を通過した後の用紙Ｐを加熱ローラー４１から分離する機能を有している。具体的には、分離機構５０は、分離板５１、支持ブラケット５２、及び支持ピン５３を有している。分離板５１は、矩形状の板材で構成されている。分離板５１は、加熱ローラー４１の回転軸に対して平行に延設されている。分離板５１は、加熱ローラー４１の周面に対して所定のクリアランス距離Ｋ１（例えば、０．３ｍｍ程度）を空けて配置されている（図５参照）。分離板５１の表面にはフッ素コーティングが施されている。これにより、分離板５１にトナーが溶着するのを防止するとともに用紙Ｐを分離し易くしている。

分離板５１は、略断面Ｌ字状の支持ブラケット５２に固定されている。支持ブラケット５２は、分離板５１と同様に加熱ローラー４１の回転軸に平行に延びている。支持ブラケット５２は、分離板５１が固定された固定板部５２ｂと、該固定板部５２ｂに対して垂直に接続された垂直板部５２ａとを有している。支持ブラケット５２に対する分離板５１の位置決めは、組立て工程において治具等を用いて行われる。分離板５１は支持ブラケット５２の固定板部５２ｂに対してスポット溶接により固定されている。固定板部５１ｂにおける分離板５１が固定される側とは反対側の面にはセンサー当接部５２ｃが突設されている。センサー当接部５２ｃは、温度センサー６０に当接して該温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス距離Ｋ２を所定距離（例えば１ｍｍ）に規制している。センサー当接部５２ｃは、加熱ローラー４１の回転軸方向に延びる板状をなしている。尚、センサー当接部５２ｃは、必ずしも板状である必要はなく、例えば円柱突起状や角柱突起状であってもよい。

上記垂直板部５２ａにおける固定板部５２ｂ側とは反対側の端部は、支持ピン５３に対して回動可能に支持されている。そうして支持ブラケット５２は、支持ピン５３回りに回動可能になっている。支持ブラケット５２は、不図示の捻りバネにより支持ピン５３を支点として図３の時計回り方向（つまり加熱ローラー４１に接近する側）に付勢されている。

図４及び図５に示すように、上記分離板５１の延設方向の両端部と加熱ローラー４１の周面との間には矩形柱状のスペーサー５４が設けられている。スペーサー５４は、例えば樹脂材料により構成されている。分離板５１は支持ブラケット５２と共に加熱ローラー４１に接近する側に付勢されているので、分離板５１はスペーサー５４を挟んで加熱ローラー４１側に押し付けられる。そして、このスペーサー５４によって分離板５１と加熱ローラー４１の周面とのクリアランス距離Ｋ１（図５参照）が規制（決定）されている。

上記温度センサー６０は、加熱ローラー４１の温度を測定するためのセンサーである。加熱ローラー４１の内部には、ハロゲンヒーター４１ａ（以下、単にヒーターという）が内蔵されている。ヒーター４１ａ及び温度センサー６０はコントローラー１００（図１参照）に電気的に接続されている。コントローラー１００は、温度センサー６０より受信した信号を基にヒーター４１ａを制御して加熱ローラー４１の温度を目標温度に制御する。

図６に示すように、温度センサー６０はアーム部材６２に連結されている。アーム部材６２は、水平方向に対して右斜め上方に略４５°の角度で傾斜している。アーム部材６２の一端部は、加熱ローラー４１と平行をなす支持ピン６３に回動可能に支持されている。アーム部材６２の他端部には上記温度センサー６０が連結されている。支持ピン６３の両端部は、一対の支持板４６ｄに固定されている。一対の支持板４６ｄは互いに対向して配置されている。一対の支持板４６ｄは、板金製フレーム４６の傾斜板部４６ａの一部を切り起こして形成されている。フレーム４６は、加熱ローラー４１に対して平行に延びている。フレーム４６は、加熱ローラー４１の支持シャフト４８を軸支する不図示の板金プレートと一体成形されている。

温度センサー６０は、非接触型の温度センサー６０であって、一対のサーミスター６０ａと、該一対のサーミスター６０ａを収容する略直方体状のセンサーケース６０ｂとを有している。サーミスター６０ａの感温部はセンサーケース６０ｂの加熱ローラー４１側の側壁部６０ｇより外部に露出している。センサーケース６０ｂの側壁部６０ｇは、支持ブラケット５２のセンサー当接部５２ｃに当接している。

以上説明したように、上記実施形態では、一端部が支持ピン６３に軸支されたアーム部材６２の他端部に温度センサー６０を連結するとともに、分離板５１を支持する支持ブラケット５２には温度センサー６０が当接するセンサー当接部５２ｃを形成するようにした。

この構成によれば、アーム部材６２を支持ピン６３回りに回動させて、該アーム部材６２に保持された温度センサー６０を支持ブラケット５２のセンサー当接部５２ｃに当接させるだけで、温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス距離Ｋ２を所定距離に規制することができる。よって、組立て工程において、温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス距離Ｋ２をスペーサー等により調整する必要もない。よって、温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス調整を容易に行うことができる。

また、上記実施形態では、温度センサー６０としてサーミスター式の温度センサーを使用するようにしている。したがって、赤外線式の温度センサー６０を使用した場合に比べてコストを低減することができる。サーミスター式の温度センサー６０を使用した場合には、赤外線式に比べて温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス精度に関する要求が厳しくなるが、上記構成によればかかる要求も容易に満たすことができる。

上記実施形態では、分離板５１の延設方向の両端部と加熱ローラー４１との間にはスペーサー５４が設けられている。そして、このスペーサー５４によって分離板５１と加熱ローラー４１とのクリアランス距離Ｋ１が決定されている。

この構成によれば、加熱ローラー４１に対する分離板５１の位置精度を向上させることができる。延いては、分離板５１を支持する支持ブラケット５２の加熱ローラー４１に対する位置精度を向上させることができる。そうして高い位置精度で配置された支持ブラケット５２に形成されたセンサー当接部５２ｃを利用して温度センサー６０の位置決めを行うことで、温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス精度をより一層高めることができる。

上記実施形態では、アーム部材６２は捻りバネ６４によって温度センサー６０が加熱ローラー４１に近づく側に付勢されている。

この構成によれば、温度センサー６０をセンサー当接部５２ｃにしっかりと押し付けることができる。したがって、温度センサー６０とセンサー当接部５２ｃとの間に浮きが生じたりすることもない。よって、温度センサー６０と加熱ローラー４１とのクリアランス精度を可及的に高めることができる。

そして、上記プリンター１は上記定着装置４０を備えているので、温度センサー６０により加熱ローラー４１の表面温度を精度良く検知することができる。延いては、コントローラー１００による加熱ローラー４１の温度制御を精度良く行うことができる。よって、プリンター１により形成される画像の画質を向上させることが可能となる。

《他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、加熱ローラー４１に対して加圧ローラー４２を圧接させるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図７に示すように、加熱ローラー４１により加熱された無端ベルト５６に対して加圧ローラー４２を圧接するようにしてもよい。この定着装置では、加圧ローラー４２に対向して回転ローラー５５が配置され、回転ローラー５５と加熱ローラー４１とに無端ベルト５６（加熱回転体）が巻き回されている。無端ベルト５６は、回転ローラー５５及び加熱ローラー４１の回転に伴って回転する。そして、用紙Ｐが加圧ローラー４２と無端ベルト５６との間を通過する間に、トナー像が用紙Ｐに加熱定着される。温度センサー６０は、無端ベルト５６に対して所定のクリアランスを空けて配置される。温度センサー６０の位置決め機構は上記実施形態と同様の構成を採用すればよい。

上記実施形態では、温度センサー６０としてサーミスター式の温度センサーを使用するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば赤外線式の温度センサーを使用するようにしてもよい。すなわち、温度センサー６０は、非接触型の温度センサーであれば如何なるセンサーを使用してもよい。

上記実施形態では、記録媒体の一例として用紙Ｐを挙げたが、これに限ったものではなく、記録媒体は例えばＯＨＰシート等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に有用である。

Ｐ 用紙（記録媒体）
１ プリンター（画像形成装置）
２０ 画像形成部
４０ 定着装置
４１ 加熱ローラー（加熱回転体）
４２ 加圧ローラー
５１ 分離板
５２ 支持ブラケット
５４ スペーサー
５６ 無端ベルト（加熱回転体）
６０ 温度センサー
６２ アーム部材
６３ 支持ピン（軸部材）
６４ 捻りバネ（第一付勢部材)

Claims (3)

1. 加熱ローラー又は該加熱ローラーに巻き回された無端状ベルトによって構成される加熱回転体と、該加熱回転体に圧接された状態で回転する加圧ローラーと、上記加熱回転体の温度を測定するための非接触型の温度センサーとを備え、上記加熱回転体と上記加圧ローラーとの間を記録媒体が通過する間にトナー像を該記録媒体に加熱定着させる定着装置であって、
   上記加圧ローラーは、上記加熱回転体に対して、水平方向の一側から他側に向かって斜め上方に隣接して設けられており、
   上記加熱回転体の周面に対して所定のクリアランス距離を空けて配置され、上記加熱回転体及び上記加圧ローラー間を通過後の記録媒体を該加熱回転体から分離する分離板と、
   一端部に上記温度センサーを保持してなるアーム部材と、
   上記加熱回転体の回転軸に対して平行に延び、上記アーム部材の他端部を回動可能に支持する軸部材と、
   上記加熱回転体の回転軸と平行に延びる支持ピンと、
   上記分離板を支持する支持ブラケットと、を備え、
   上記支持ブラケットは、
   基端部が上記支持ピンにより回動可能に支持され、該支持ピンの軸方向から見て、上記水平方向の上記一側から上記他側に向かって鉛直方向の上側に傾斜した傾斜板部と、上記傾斜板部の先端部から屈曲して上記加熱回転体側に向かって延び、該支持ピン側とは反対側の面に上記分離板が固定された固定板部と、上記固定板部における上記支持ピン側の面から突出し、上記アーム部材に保持された温度センサーに対して上記加熱回転体側から当接して該温度センサーと上記加熱回転体とのクリアランス距離を所定距離に規制するセンサー当接部とを有し、
   上記分離板は、上記加熱回転体の回転軸に対して平行に延設されており、
   上記分離板の延設方向の両端部と上記加熱回転体との間に設けられ、該分離板と加熱回転体の周面とのクリアランス距離を決定するスペーサーと、
   上記アーム部材を、その一端部に保持された上記温度センサーが上記加熱回転体に近づく側に付勢する第一付勢部材とをさらに備え、
   上記アーム部材の他端部は、上記軸部材の中間部に支持され、
   上記軸部材の両端部を回動可能に支持する一対の支持板をさらに備え、
   上記一対の支持板は、上記加熱回転体の支持シャフトを軸支する板金プレートと一体成形されたフレームの一部を切り起こして形成されている、定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   上記支持ブラケットを、上記支持ピン回りに、上記分離板の先端が上記加熱回転体に近づく側に付勢する第二付勢部材をさらに備えている、定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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