JP6287214B2 - 定着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録シート上に現像剤像を熱定着するための定着装置に関する。
従来、画像形成装置に備えられる定着装置には、加熱ローラと、加熱ローラの一端部を回転可能に支持する軸受とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この定着装置では、軸受は、加熱ローラの外周面を囲うように設けられている。
特開2004−271913号公報
ところで、上述した構成の定着装置においては、軸受で加熱ローラを安定して支持するため、軸受を加熱ローラの軸線方向に幅広にすることが望ましいが、軸受より加熱ローラの軸線方向内側に加熱ローラの端部の温度を検知する温度検知部材が設けられている場合、軸受や温度検知部材のがたつき等により、軸受と温度検知部材が干渉してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、加熱ローラを支持する軸受と加熱ローラの端部の温度を検知する温度検知部材の干渉を抑えることが可能な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、加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧部材とを備え、加熱ローラと加圧部材の間で記録シートを搬送する定着装置であって、加熱ローラの一端部を回転可能に支持する軸受と、軸受よりも加熱ローラの軸線方向内側に配置され、加熱ローラの一端部の温度を検知する温度検知部材と、を備えている。
そして、軸受は、温度検知部材に対応する位置において、温度検知部材から前記軸線方向外側へ退避した逃げ部を有する。
このように構成された定着装置によれば、軸受と温度検知部材が干渉するのを抑制することができる。また、逃げ部のない軸受に比べて、軸受を温度検知部材に近づけて配置できるので、定着装置の小型化が可能である。
前記した定着装置において、軸受が、加圧部材側に開口する円弧形状を有している場合、加熱ローラの回転方向下流側に配置される軸受の端部に、逃げ部が設けられていることが望ましい。
これによれば、加熱ローラが回転しているときに、逃げ部の角に加熱ローラが引っかかるのを抑制することができる。
前記した定着装置において、温度検知部材は、記録シートの搬送方向から見て、全体が逃げ部と重ならない位置に設けられていることが望ましい。
これによれば、もし温度検知部材が軸受に近づいても、温度検知部材を加熱ローラと軸受の間で挟んでしまうのを抑制することができる。
前記した定着装置において、逃げ部は、軸受の前記軸線方向内側の端面から前記軸線方向外側に延びる第1側面を有し、軸受の内周面と第1側面とは、なだらかに繋がっていることが望ましい。
これによれば、軸受の内周面と第1側面との角が加熱ローラに当たるのを抑制することができる。
前記した定着装置において、温度検知部材は、記録シートの搬送方向において、加熱ローラの軸線よりも上流側に配置されていてもよい。
また、前記した定着装置において、温度検知部材は、加熱ローラに接触していてもよい。
前記した定着装置において、逃げ部は、軸受の前記軸線方向内側の端部に形成された切欠であってもよい。
本発明によれば、軸受と温度検知部材が干渉するのを抑制することができる。また、逃げ部のない軸受に比べて、軸受を温度検知部材に近づけて配置できるので、定着装置の小型化が可能である。
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。 分解した定着装置を下側から見た分解斜視図である。 右側軸受を示す図であり、右側軸受を左側から見た側面図(a)と、右側軸受を前斜め下側から見た斜視図(b)と、右側軸受を後斜め下側から見た斜視図(c)である。 定着フレームの軸受支持部周りの構造を下側から見た斜視図である。 右側軸受を軸受支持部に取り付けた状態の定着フレームの軸受支持部周りの構造を下側から見た斜視図(a)と、右側軸受と軸受支持部の断面図(b)である。 加熱ローラとサーミスタの位置関係を示す図(a)と、右側軸受とサーミスタが設けられた定着フレームの右端部を下側から見た下面図(b)である。 逃げ部とサーミスタの位置関係を示す図である。 第1の変形例における逃げ部とサーミスタの位置関係を示す図である。 第2の変形例における逃げ部を示す図である。
次に、本発明の実施形態について、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は、まず、定着装置を備えるレーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。
以下の説明において、方向は、レーザプリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1において、紙面に向かって右側を「前側」、紙面に向かって左側を「後側」とし、紙面に向かって手前側を「左側」、紙面に向かって奥側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体フレーム2内に、用紙3を給紙するためのフィーダ部4と、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とを備えている。
フィーダ部4は、本体フレーム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内に設けられた用紙押圧板7を備えている。また、フィーダ部4は、給紙トレイ6の前側上部に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ10,11を備えている。さらに、フィーダ部4は、紙粉取りローラ11に対して下流側に設けられるレジストローラ12を備えている。
そして、このように構成されるフィーダ部4では、給紙トレイ6内の用紙3が、用紙押圧板7によって給紙ローラ8側に寄せられ、この給紙ローラ8および給紙パット9で一枚ずつに分離されて送り出され、本体フレーム2の前側においてUターンするように各種ローラ10〜12を通り、本体フレーム2の前側から後側に向かって画像形成部5に搬送される。
画像形成部5は、スキャナ部16と、プロセスカートリッジ17と、定着装置18とを備えている。
スキャナ部16は、本体フレーム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、本体フレーム2に対して着脱可能となっている。プロセスカートリッジ17は、現像カートリッジ28とドラムユニット51とで主に構成されている。
現像カートリッジ28は、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を備えている。そして、トナーホッパ34内のトナーは、アジテータ(符号略)で攪拌された後、供給ローラ33により現像ローラ31に供給され、このとき、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ31上に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、層厚規制ブレード32と現像ローラ31との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ31上に担持される。
ドラムユニット51は、感光ドラム27、スコロトロン型帯電器29および転写ローラ30を備えている。そして、このドラムユニット51内において、感光ドラム27の表面は、スコロトロン型帯電器29により一様に正帯電された後、スキャナ部16からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。
次いで、現像ローラ31の回転により、現像ローラ31上に担持されているトナーが、感光ドラム27に対向して接触するときに、感光ドラム27の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光ドラム27の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。その後、感光ドラム27と転写ローラ30の間で用紙3が搬送されることで、感光ドラム27の表面に担持されているトナー像が用紙3上に転写される。
定着装置18は、内部にハロゲンランプ60を備える加熱ローラ41と、加熱ローラ41の下方に配置された加圧部材の一例としての加圧ローラ42とを備えている。
加圧ローラ42は、ゴム等からなる筒状のローラ部(符号省略)と、ローラ部と一体に回転する金属製のシャフト(符号省略)とを有している。そして、加圧ローラ42は、加熱ローラ41に圧接されることで、加熱ローラ41との間で定着ニップを形成するように設けられている。
この定着装置18では、用紙3が加熱ローラ41と加圧ローラ42の間を前側から後へ向けて搬送される。また、ハロゲンランプ60によって加熱ローラ41が加熱されることで、用紙3が加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過する間に用紙3上に転写されたトナー像が熱定着される。
その後、用紙3は、搬送ローラ43によって、排紙パス44に搬送され、排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
次に、定着装置18の構造を詳細に説明する。
図2に示すように、定着装置18は、前述したハロゲンランプ60や加熱ローラ41等を備える他、これらを支持する定着フレーム100を備えている。
加熱ローラ41は、左右方向に長い円筒状に形成される金属製の部材であり、その両端部が、定着フレーム100に支持される2つの軸受、具体的には、右側軸受200と左側軸受300によって回転可能に支持されることで、左右方向に延びる軸線AL(図6参照)を中心に回転可能となっている。加熱ローラ41の左端部には、当該加熱ローラ41と一体に回転するローラギヤ80が設けられている。
ローラギヤ80は、樹脂製のギヤであり、本体フレーム2内に設けられる図示せぬモータの駆動力が複数のギヤを介して伝達されるようになっている。これにより、加熱ローラ41がモータの駆動力で回転するようになっている。
ローラギヤ80の中心部分には、左右方向に貫通して加熱ローラ41の内部に連通する貫通孔81が、左右方向から見て加熱ローラ41の開口41A(右側のみ図示)と重なるように形成されている。
また、加熱ローラ41の左端部には、ローラギヤ80から左右方向内側に離れて配置されるリング部材70と、リング部材70の左右方向内側に配置される規制ワイヤ(図示略)とが設けられている。リング部材70は、加熱ローラ41の外周面を囲うような円環状に形成されており、加熱ローラ41の外周面に対して左右方向に移動可能な状態で取り付けられている。
規制ワイヤは、リング部材70の左右方向内側への移動を規制する部材であり、両端部が加熱ローラ41に形成された孔に係合することで、加熱ローラ41に対して固定されている。そして、加熱ローラ41のうちリング部材70とローラギヤ80の間の部位が、前述した左側軸受300によって回転可能に支持されている。
つまり、リング部材70とローラギヤ80は、これらの間に配置された左側軸受300に対して左右方向で当接可能となっている。これにより、加熱ローラ41が軸線方向に移動した際に、左側軸受300にリング部材70またはローラギヤ80が当接することで、加熱ローラ41が軸線方向に移動しすぎてしまうのを抑えることが可能となっている。
なお、本実施形態においては、左側軸受300は、加熱ローラ41の外周面を囲うような円筒形状を有している。
ハロゲンランプ60は、通電により発熱するように構成されるヒータであり、ガラス管61と、ガラス管61内に設けられるフィラメント62と、ガラス管61の両端部から左右方向外側に突出するフィラメント62の両端部62Aに接続される2つの端子63とを備えて構成されている。このハロゲンランプ60は、ガラス管61が加熱ローラ41の内側に配置され、端子63が加熱ローラ41の開口41Aおよびローラギヤ80の貫通孔81を通して加熱ローラ41の外側に突出している。
右側軸受200は、例えば、樹脂からなり、加圧ローラ42側、すなわち、下側(図示上側)に開口する円弧形状を有し、加熱ローラ41の右端部を加圧ローラ42とは反対側から支持している。
図3(a)〜(c)に示すように、右側軸受200は、加熱ローラ41の外周面に沿って加熱ローラ41の前側から上側を通って後側まで延びる本体部210と、本体部210の後端から後方へ突出する第1突出部220と、本体部210の前端から前方へ突出する第2突出部230と、第1突出部220と第2突出部230を繋ぐように延びる左右一対のリブ240と、一対のリブ240の左右両側に設けられた一対の回転規制部250とを有している。
本体部210は、本体部210の後端部および前後方向における中間部を構成する第1部分210Aと、本体部210の前端部を構成し、第1部分210Aよりも左右の幅が狭い第2部分210Bとからなる。
より詳細に、第1部分210Aは、加熱ローラ41の後側から加熱ローラ41の軸線ALよりも前側の位置まで設けられている。第2部分210Bは、第1部分210Aの前端から突出し、加熱ローラ41の前側まで延びている。
そして、第2部分210Bの左右方向内側、すなわち、左側を向く第2左側端面213は、第1部分210Aの左側を向く第1左側端面212よりも左右方向外側、すなわち、右側に配置されている。これにより、右側軸受200は、加熱ローラ41の回転方向下流側に配置される端部、すなわち、前端部に、左右方向外側に退避した逃げ部210Cを有している。この逃げ部210Cは、右側軸受200の左端部に形成された切欠である。
なお、第1部分210Aの左右方向外側の端面と第2部分210Bの左右方向外側の端面は、左右方向において同じ位置に配置されている。また、第1部分210Aの内周面211Aと、第2部分210Bの内周面211Bは、段差なく繋がっている。
第1部分210Aは、第1左側端面212の前端から右側へ延び、第2左側端面213に繋がる第1側面214を有している。そして、第1側面214と第2左側端面213とで逃げ部210Cが形成されている。なお、第2左側端面213は、第2部分210B(右側軸受200)の前端縁まで延びている。第1側面214は、鉛直面であり、第1部分210Aの内周面211Aになだらかに繋がっている。つまり、第1側面214と第1部分210Aの内周面211Aの間の角は丸く(断面円弧状)なっている。
第1突出部220は、第1部分210Aの後端において、第1部分210Aの左端から右端まで右側軸受200の幅方向に沿って延びている。また、第1突出部220の後側を向く表面は、鉛直面となっている。
第2突出部230は、第2部分210Bの前端において、第2部分210Bの左端から右端まで右側軸受200の幅方向に沿って延びている。また、第2突出部230の前側を向く表面は、鉛直面となっている。
一対のリブ240は、第1部分210Aの左右方向における中央部において、左右に間隔をあけて並んで配置されている。なお、左側に配置されたリブ240は、左右方向において第2部分210Bの左端部と同じ位置に配置され、左側の側面が、第2部分210Bの第2左側端面213と面一になっている。
回転規制部250は、本体部210の外周面から上方へ突出する突起であり、前後方向において、加熱ローラ41の軸線ALよりも後側に配置されている。この回転規制部250は、先端が、リブ240よりも上方まで延びている。そして、回転規制部250は、前後の側面が鉛直面となっている。
このように構成された右側軸受200においては、前側または後側を向く面、すなわち、第1突出部220の後側を向く表面、第2突出部230の前側を向く表面、回転規制部250の前後の側面、および、第1側面214がすべて鉛直面であり、互いに平行になっている。これにより、例えば、金型に樹脂を注入して右側軸受200を成形する際に、型抜きが容易になる。
なお、第1側面214を鉛直面とすることで、第1側面214と第1部分210Aの内周面211Aとがなす角度が鋭角となるが、上述したように、第1側面214と第1部分210Aの内周面211Aとはなだらかに繋がっているので、第1側面214と第1部分210Aの内周面211Aの角が加熱ローラ41に当たるのを抑制することが可能となっている。
図4および図5(a),(b)に示すように、定着フレーム100は、右端部に、右側軸受200を支持するための軸受支持部101を有している。
軸受支持部101は、右側軸受200の上側に配置される底壁110と、底壁110から下方に突出する第1規制壁120と、第1規制壁120の右側において前後に並ぶ第2規制壁130および第3規制壁140とを有している。
第1規制壁120は、右側軸受200の左側のリブ240の左側に配置される壁である。この第1規制壁120は、右側軸受200が左右方向内側へ移動しようとしたときに、左側のリブ240に係合するように設けられている。これにより、第1規制壁120により、右側軸受200の左右方向内側への移動を抑えることが可能になっている。
第1規制壁120は、下端が右側軸受200の本体部210の外周面に沿った円弧形状を有し、前後方向における中央部付近には、右側軸受200の左側の回転規制部250が嵌る凹部120Aが設けられている。
具体的に、第1規制壁120は、回転規制部250よりも後側において本体部210の外周面と対向する後側下端面121と、回転規制部250よりも前側において本体部210の外周面と対向する前側下端面122と、後側下端面121の前端から上方へ延び、回転規制部250と対向する第1端面123と、前側下端面122の後端から上方へ延び、回転規制部250と対向する第2端面124と、第1端面123の上端と第2端面124の上端をつなぐ底面125とを有している。
この第1規制壁120においては、右側軸受200が加熱ローラ41との間の摩擦力によって回転しようとしたときに、第2端面124が右側軸受200の左側の回転規制部250に係合することで、右側軸受200の回転を抑えることが可能になっている。また、右側軸受200を定着フレーム100に組み付ける際に、第1端面123または第2端面124が回転規制部250に係合することで、右側軸受200の前後方向への移動を抑えることが可能になっている。
第2規制壁130は、右側軸受200の右側の回転規制部250の後側において、右側軸受200の右側のリブ240の右側に配置される壁である。また、第3規制壁140は、右側の回転規制部250の前側において、右側のリブ240の右側に配置される壁である。そして、第2規制壁130と第1規制壁120で、一対のリブ240の後部を左右方向で挟み、第3規制壁140と第1規制壁120で、一対のリブ240の前部を左右方向で挟んでいる。
この第2規制壁130と第3規制壁140は、右側軸受200が左右方向外側へ移動したときに、右側のリブ240に係合するように設けられている。これにより、第2規制壁130と第3規制壁140により、右側軸受200の左右方向外側への移動を抑えることが可能になっている。
また、第2規制壁130と第3規制壁140は、前後に間隔をあけて配置され、その間に右側の回転規制部250が嵌るようになっている。
具体的に、第2規制壁130は、回転規制部250よりも後側において本体部210の外周面と対向する下端面131と、下端面131の前端から上方へ延び、回転規制部250と対向する前端面132とを有している。
第3規制壁140は、回転規制部250よりも前側において本体部210の外周面と対向する下端面141と、下端面141の後端から上方へ延び、回転規制部250と対向する後端面142とを有している。
この第3規制壁140においては、右側軸受200が加熱ローラ41との間の摩擦力によって回転しようとしたときに、後端面142が右側軸受200の右側の回転規制部250に係合することで、右側軸受200の回転を抑えることが可能になっている。また、右側軸受200を定着フレーム100に組み付ける際に、第2規制壁130の前端面132または第3規制壁140の後端面142が回転規制部250に係合することで、右側軸受200の前後方向への移動を抑えることが可能になっている。
そして、定着装置18は、図6(a)に示すように、温度検知部材の一例としてのサーミスタ90をさらに備えている。
サーミスタ90は、加熱ローラ41の右端部の温度を検知するためのセンサである。サーミスタ90は、用紙3の搬送方向(前後方向)において、加熱ローラ41の軸線ALよりも上流側に配置され、加熱ローラ41の外周面に接触している。
このサーミスタ90は、図6(b)に示すように、センサ部91と、センサ部91を支持する板状部92とを備え、右側軸受200の左側(左右方向内側)で定着フレーム100に支持されている。
サーミスタ90は、右側軸受200の逃げ部210Cの左側に配置されている。つまり、右側軸受200は、サーミスタ90に対応する位置において、サーミスタ90から左右方向外側へ退避した逃げ部210Cを有している。そして、サーミスタ90は、前後方向から見て、全体が逃げ部210Cと重ならない位置に設けられている。
より詳細に、右側軸受200の第1側面214は、前後方向において、サーミスタ90よりも後側に配置されている。また、右側軸受200の第1左側端面212は、左右方向において、サーミスタ90よりも左右方向外側に配置されている。そして、図7に示すように、左右方向におけるサーミスタ90と第2左側端面213との間隔L1は、左右方向におけるサーミスタ90と第1左側端面212との間隔L2よりも大きくなっている。
以上のように構成された定着装置18の作用および効果について説明する。
右側軸受200のサーミスタ90に対応する位置に、サーミスタ90から退避した逃げ部210Cを設けたので、右側軸受200とサーミスタ90が干渉するのを抑えることができる。
特に、本実施形態では、サーミスタ90が加熱ローラ41に接触しているため、加熱ローラ41が右側へ移動したときに、それに連れられてサーミスタ90の加熱ローラ41との接触部が右側へ移動する可能性があるので、上記のような構成が有効である。
また、逃げ部のない軸受に比べて、右側軸受200をサーミスタ90に近づけて配置できるので、定着装置18の小型化が可能である。そして、右側軸受200は、加熱ローラ41の回転方向において、逃げ部210Cと異なる位置に配置された部分(第1部分210A)が、逃げ部210Cと同じ位置に配置された部分(第2部分210B)よりも幅広になっているため、右側軸受の全体を細くしてサーミスタ90と干渉しないようにする場合に比べて、加熱ローラ41を安定して支持することができる。
そして、逃げ部210Cは、加熱ローラ41の回転方向下流側に配置される右側軸受200の前端部に設けられているので、加熱ローラ41が回転しているときに、逃げ部210Cの角が加熱ローラ41に引っかかるのを抑えることができる。
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。なお、以下の説明において、前記実施形態と略同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明は省略する。
前記実施形態では、右側軸受200が加圧ローラ42側に開口する円弧形状に形成され、その前端部に逃げ部210Cが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、右側軸受は、加熱ローラ41の外周面を囲うように設けられた円筒状に形成され、逃げ部は、この右側軸受のサーミスタ90に対応する位置に設けられていてもよい。
前記実施形態では、サーミスタ90の全体が逃げ部210Cの左右方向内側に配置されていたが、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、サーミスタ90の一部が、逃げ部210Cの内側に入り込んでいてもよい。具体的には、サーミスタ90の板状部92の左右方向外側の端部(右端部)が、右側軸受200の第1左側端面212よりも左右方向外側(右側)に配置され、左右方向において、第1左側端面212と第2左側端面213の間の位置に配置されている。
前記実施形態では、逃げ部210Cを形成する第2左側端面213が、右側軸受200の前端縁まで延びていたが、逃げ部210Cの形状はこれに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、右側軸受200は、前後方向においてサーミスタ90に対して第1側面214とは反対側に、第2左側端面213から左右方向内側に延び、第1側面214と対向する第2側面215を有しており、逃げ部210Cは、第1側面214、第2左側端面213および第2側面215から形成されていてもよい。
18 定着装置
41 加熱ローラ
42 加圧ローラ
90 サーミスタ
200 右側軸受
210C 逃げ部
212 第1左側端面
214 第1側面
AL 軸線

Claims (5)

  1. 加熱ローラと、前記加熱ローラに圧接する加圧部材とを備え、前記加熱ローラと前記加圧部材の間で記録シートを搬送する定着装置であって、
    前記加熱ローラの一端部を回転可能に支持する軸受と、
    前記軸受よりも前記加熱ローラの軸線方向内側に配置され、前記加熱ローラの一端部の温度を検知するセンサ部および当該センサ部を支持する板状部を有する温度検知部材と、を備え、
    前記軸受は、前記温度検知部材に対応する位置において、前記温度検知部材から離れる方向に凹んだ切欠である逃げ部を有し、
    前記温度検知部材は、記録シートの搬送方向から見て、全体が前記逃げ部と重ならない位置に設けられていることを特徴とする定着装置。
  2. 前記軸受は、前記加圧部材側に開口する円弧形状を有し、
    前記加熱ローラの回転方向下流側に配置される前記軸受の端部に、前記逃げ部が設けら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. 前記逃げ部は、前記軸受の前記軸線方向内側の端面から前記軸線方向外側に延びる第1側面を有し、
    前記軸受の内周面と前記第1側面とは、なだらかに繋がっている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. 前記温度検知部材は、前記加熱ローラに接触していることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の定着装置。
  5. 前記逃げ部は、前記軸受の前記軸線方向内側の端部に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の定着装置。
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