(57)【要約】  【課題】プリンタ等に用いられる定着装置において、飛散した未定着のトナーが温度センサに付着することに起因した定着不良等の発生を抑制する。  【解決手段】本定着装置３では、加熱ローラ５と、加圧ローラ６と、加熱ローラ５の温度を非接触で測定する温度センサ８とを有する。温度センサ８には、開閉可能な蓋１２が設けられている。蓋１２は、温度センサ８を開放する開位置と、温度センサ８を覆う閉位置に変位機構１７により変位する。定着動作をしないときには、蓋１２は閉じられ、温度センサ８に未定着のトナー等が付着しないようにする。定着動作時には、蓋１２が開かれ、温度センサ８が高精度に温度を測定する。  【選択図】  図１
2006308943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材に転写されたトナーを加熱するための加熱ローラと、
加熱ローラと協働して加圧するための加圧部材と、
加熱ローラに非接触状態で対向して配置されて加熱ローラの温度を検出する温度センサと、
上記温度センサを覆う閉位置および上記温度センサを開放する開位置に変位可能な蓋と、
上記開位置および上記閉位置に蓋を変位させる変位手段とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記変位手段は、加熱ローラおよび加圧部材が加熱・加圧動作を行わないときに、蓋を閉位置にし、加熱・加圧動作時に、蓋を開位置にすることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ等に用いられてトナーを用紙に定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置は、例えば、加熱ローラと加圧ローラとを有している。加熱ローラと加圧ローラとは、互いに平行に対向して、互いに接して配置されている。加熱ローラの温度を上昇させた状態で、加熱ローラと加圧ローラとの間に用紙を通し、これにより、用紙に転写されているトナーを、溶融し用紙に定着されるようにしている。
また、加熱ローラの温度を測定するために、加熱ローラの外周面の近傍には、加熱ローラの温度を非接触状態で測定する温度センサが配置され、この温度センサの周囲を取り囲むカバーが固定されている。このカバーは、温度センサと加熱ローラとの間を開放している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１９４９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、定着装置内では、未定着のトナーや極細かな紙粉が飛散することがある。飛散したトナー等が温度センサに付着すると、温度センサは、加熱ローラの温度を精度良く測定できなくなることがある。その結果、例えば温度センサによる加熱ローラの表面温度の測定精度が低下し、定着不良が発生することがある。
また、特許文献１においても、温度センサと加熱ローラとの間は、常時開放されているので、温度センサへのトナー等の付着が生じることに変わりはなく、定着不良等が生じる虞がある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、飛散したトナー等が温度センサに付着することに起因した定着不良等の発生を抑制できる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、転写材に転写されたトナーを加熱するための加熱ローラと、加熱ローラと協働して加圧するための加圧部材と、加熱ローラに非接触状態で対向して配置されて加熱ローラの温度を検出する温度センサと、上記温度センサを覆う閉位置および上記温度センサを開放する開位置に変位可能な蓋と、上記開位置および上記閉位置に蓋を変位させる変位手段とを備えることを特徴とする。この発明によれば、蓋は、閉位置において、温度センサを覆って、温度センサへのトナーの付着を抑制することができる。しかも、蓋が開位置に位置するときには、温度センサが開放されて、加熱ローラの温度を精度良く測定することができる。
【０００６】
また、本発明において、上記変位手段は、加熱ローラおよび加圧部材が加熱・加圧動作を行わないときに、蓋を閉位置にし、加熱・加圧動作時に、蓋を開位置にする場合がある。この場合、蓋を開位置にして、加熱ローラの温度を温度センサにより精度良く測定できるので、加熱・加圧動作を良好に行うことができる。また、加熱・加圧動作を行わないときであれば、蓋を閉位置にし温度センサへのトナーの付着を防止するのに好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、定着装置を、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用する場合に則して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の定着装置を含む画像形成装置の概略構成の正面視での模式図である。図１を参照して、画像形成装置１は、画像形成部２と、定着装置３と、制御部４とを有している。制御部４の制御のもとで、画像形成部２は、画像データに基づいて、像担持体としての感光体ドラム（図示せず）にトナー像を形成し、このトナー像を転写材としての用紙Ｐに転写する。トナー像を転写された用紙Ｐは定着装置３に搬送される。定着装置３は、トナー像を加熱溶融して、用紙に定着する。
【０００８】
定着装置３は、搬送された用紙Ｐおよび用紙上に転写されたトナーＴを加熱する加熱ローラ５と、この加熱ローラ５と対向し接触する加圧部材としての加圧ローラ６と、加熱ローラ５の温度を上昇させるための加熱手段としてのヒータランプ７と、加熱ローラ５の温度を検出する温度センサ８と、この温度センサ８を支持するための支持部材としての第１および第２の支持部材９，１０と、これらを収容する箱状のハウジング１１とを備えている。
【０００９】
本実施形態の定着装置３は、温度センサ８を覆うことが可能なように変位可能な蓋１２と、蓋１２を変位させる変位手段としての変位機構１７とを備えている。
蓋１２は、変位機構１７により、開位置（図２，図３参照）および閉位置（図４，図５参照）に、具体的には、開位置から閉位置へ、またはその逆向きに変位することができる。蓋１２は、開位置にあるときに温度センサ８を開放している。また、蓋１２は、閉位置にあるときに温度センサ８を覆っている。これにより、温度センサ８への飛散トナー等の付着をより一層抑制することができる。
【００１０】
図１を参照して、加熱ローラ５は、中空形状に形成されている。ヒータランプ７は、加熱ローラ５の内部に配置されている。ヒータランプ７に通電することにより、加熱ローラ５を内部から加熱して、加熱ローラ５の外周面５ａを所定の温度に上昇させるようになっている。加熱ローラ５および加圧ローラ６は、回転自在にそれぞれ支持されていて、互いに対向して平行に配置され、相対向する外周面５ａ，６ａのニップ部同士で接触している。加圧ローラ６は、加熱ローラ５の外周面５ａを押圧していて、加熱ローラ５と協働して、その間に通される用紙Ｐを加圧する。加熱ローラ５は、駆動源としての電動モータ（図示せず）により所定の回転方向に駆動される。加熱ローラ５の回転に連動して、加圧ローラ６が逆向きに回転する。未定着のトナーを転写された用紙を、加熱ローラ５と加圧ローラ６とのニップ部同士の間に通して、用紙上のトナーを加熱および加圧することにより用紙に溶着する。
【００１１】
温度センサ８は、加熱ローラ５の外周面５ａの軸方向の中央部に対向して、この外周面５ａに所定量（例えば５ｍｍ）の隙間を開けた非接触状態で、この外周面５ａに近接して配置され、この外周面５ａの表面温度を測定できるようにされている。
図２は、図１に示す蓋１２が開位置にあるときの蓋１２と変位機構１７との概略構成の正面図である。図１および図２を参照して、温度センサ８は、カバーとしてのケーシング１３と、ケーシング１３に固定された検知部１４とを有する。検知部１４は、具体的にはサーミスタからなる。ケーシング１３は、検知部１４を収容する凹部１３ａを有している。凹部１３ａは、開口を有し、この開口を通じて凹部１３ａの内部は加熱ローラ５に向けて開放されている。凹部１３ａの底に検知部１４が固定されている。また、ケーシング１３は、凹部１３ａの開口を取り囲むように形成された平面状の固定部１３ｂを有している。固定部１３ｂが、第２の支持部材１０に固定されている。この第２の支持部材１０が第１の支持部材９を介してハウジング１１に固定されている。
【００１２】
第１の支持部材９は、屈曲した板材により形成されている。第１の支持部材９は、第１の部分としての平坦部９ａと、平坦部９ａから屈曲して延びる第２の部分としての延設部９ｂとを有している。延設部９ｂは、加熱ローラ５に近接した端部に設けられている。平坦部９ａがハウジング１１に固定され、水平方向に平行か、または水平方向に概ね平行になるように配置されている。平坦部９ａの上面９ｃには、変位機構１７が設けられている。また、平坦部９ａの下面９ｄには、第２の支持部材１０が固定されている。
【００１３】
第２の支持部材１０は、第１の支持部材９の平坦部９ａの下面９ｄに固定される板状の固定部１０ａと、固定部１０ａの端部から固定部１０ａに垂直に延設された板状の延設部１０ｂとを有している。延設部１０ｂに、温度センサ８のケーシング１３の固定部１３ｂが密着して固定されている。
図３は、図１に示す蓋１２が開位置にあるときの蓋１２と変位機構１７との概略構成の平面図である。図４は、図１に示す蓋が閉位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の正面図である。図５は、図２に示す蓋が閉位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の平面図である。先ず、図２と図３とを参照する。
【００１４】
変位機構１７は、駆動源でありかつ電動アクチュエータとしてのソレノイド１８と、このソレノイド１８の駆動力を蓋１２に伝達する伝達機構１９とを有している。
ソレノイド１８は、出力軸１８ａと、コイルを含む本体１８ｂとを有している。本体１８ｂのコイルに所定の電圧を印加することにより、出力軸１８ａを進退させることができる。出力軸１８ａは、本体１８ｂからの突出長さが長い進出位置（図５参照）と、本体１８ｂからの突出長さが短い後退位置（図３参照）とに変位できる。
【００１５】
また、ソレノイド１８は、非通電状態で出力軸１８ａが所定位置としての後退位置に保持される自己保持形のソレノイドである。具体的には、ソレノイド１８の本体１８ｂは、永久磁石を有している。この永久磁石は、後退位置にある出力軸１８ａの移動を所定の保持力で規制する。
ソレノイド１８のコイルに第１の所定電圧が印加されると、出力軸１８ａが進出位置から後退位置に移動する。通電が停止された状態で、出力軸１８ａは後退位置に位置規制された状態で永久磁石により保持される。ソレノイド１８のコイルに、第１の所定電圧とは逆極性の第２の所定電圧が印加されると、コイルにより生じる磁力が、永久磁石の磁力を打ち消して、出力軸１８ａが後退位置から進出位置へ移動自在に保持される。これにより、出力軸１８ａは、所定の保持力よりも小さい力により移動できるようになり、後述するように弾性付勢力により進出位置に移動する。
【００１６】
伝達機構１９は、ソレノイド１８の出力軸１８ａに連結ピン２０を介して駆動可能に連結された連結部材としてのレバー２１と、このレバー２１に駆動可能に係合している連結部材としてのスライダ２２と、レバー２１を案内しつつ支持する支軸２３と、レバー２１を付勢する第１の付勢部材としての第１の弾性部材２４と、スライダ２２を付勢する第２の付勢部材としての第２の弾性部材２５とを有している。
【００１７】
レバー２１は、支軸２３の回りに回動自在に支持されている。すなわち、支軸２３は、円柱形状をなし、その軸線が第１の支持部材９の上面９ｃから上方に突出して、この上面９ｃに垂直に交差して延びている。支軸２３は、レバー２１の嵌合孔（図示せず）に嵌められている。
また、レバー２１は、ソレノイド１８の出力軸１８ａと連結されている。すなわち、ソレノイド１８の出力軸１８ａには、支軸２３用の嵌合孔から所定距離離れた位置に孔（図示せず）が設けられている。この孔に対向して、レバー２１には、孔（図示せず）が設けられている。これら一対の孔には、連結ピン２０が挿通されている。この連結ピン２０の軸線は、支軸２３の軸線と平行に配置されている。連結ピン２０の回りに、出力軸１８ａとレバー２１とが相対回動自在に連結されている。
【００１８】
レバー２１は、第１の弾性部材２４により付勢されている。すなわち、第１の弾性部材２４は、引っ張りコイルばねである。第１の弾性部材２４の一方の端部２４ａは、鉤状に形成されていて、レバー２１に形成された固定部としての係合孔に引っ掛けられて係止されている。この係合孔は、支軸２３用の嵌合孔から所定距離離れた位置に形成されている。第１の弾性部材２４の他方の端部２４ｂは、鉤状に形成されていて、第１の支持部材９に形成された固定部としての切り起こし部９ｅの孔に引っ掛けられて係止されている。
【００１９】
また、第１の弾性部材２４は、常時、引っ張り状態で第１の支持部材９の切り起こし部９ｅと、レバー２１との間に張り渡されていて、蓋１２を閉じる方向（例えば図３、図５で時計回りの向き）に、支軸２３の回りにレバー２１を引っ張り付勢している。第１の弾性部材２４の付勢力は、蓋１２が開位置にあるときに相対的に強く、蓋１２が閉位置にあるときに相対的に弱い。
【００２０】
また、レバー２１は、スライダ２２との係合部２１ａを有している。係合部２１ａは、支軸２３用の嵌合孔から所定距離離れた位置に設けられている。レバー２１およびスライダ２２が第１および第２の弾性部材２４，２５により付勢された状態で、係合部２１ａ，２２ａ同士が互いに当接している。これにより、スライダ２２は、レバー２１に連動可能に係合している。
【００２１】
スライダ２２は、直線移動自在に支持されている。スライダ２２は、第１の支持部材９の上面９ｃに沿って摺動可能であり、所定の移動方向、例えば図３において方向Ｘに沿って、案内部材（図示せず）により案内されている。
スライダ２２は、第２の弾性部材２５により付勢されている。すなわち、第２の弾性部材２５は、引っ張りコイルばねである。第２の弾性部材２５の一方の端部２５ａは、鉤状に形成されていて、スライダ２２に形成された固定部としての係合孔（図示せず）に引っ掛けられて係止されている。また、第２の弾性部材２５の他方の端部２５ｂは、鉤状に形成されていて、第１の支持部材９に形成された固定部としての切り起こし部９ｆの孔に引っ掛けられて係止されている。
【００２２】
第２の弾性部材２５は、常時、引っ張り状態で第１の支持部材９の切り起こし部９ｆと、スライダ２２との間に張り渡されていて、蓋１２を開く方向に（例えば図３，図５で右方へ向けて）スライダ２２を引っ張り付勢している。第２の弾性部材２５の付勢力は、蓋１２が閉位置にあるときに相対的に強く、蓋１２が開位置にあるときに相対的に弱い。
また、蓋１２が閉位置にあるときに、第２の弾性部材２５がスライダ２２を介してレバー２１を回動させる反時計回りのトルクよりも、第１の弾性部材２４がレバー２１を回動させる時計回りのトルクが強くされている。これにより、蓋１２は閉位置で第１の弾性部材２４による付勢力で安定して保持されている。
【００２３】
スライダ２２は蓋１２と一体的に移動可能に連結されている。すなわち、スライダ２２の端部は、挿通孔を有している。また、この挿通孔に対向して、蓋１２の端部には、挿通孔が形成されている。これらの挿通孔は、第１の支持部材９の上面に平行であり、加熱ローラ５の中心軸線と平行に延びている。両挿通孔を連結軸２６が挿通している。蓋１２は、スライダ２２に対して、連結軸２６の回りに相対回動自在に連結されている。
【００２４】
蓋１２は、板状に形成されていて、温度センサ８のケーシング１３の開口の全体を覆うことができる大きさに形成された主体部１２ａを有し、また、蓋１２の一方の端部に設けられてスライダ２２に上述のように連結するための連結部１２ｂを有している。
図４，図５に示す閉位置では、蓋１２の連結部１２ｂが、主体部１２ａよりも上方に位置して、蓋１２の主体部１２ａの板の主面が上下方向に沿っていて、蓋１２は垂れ下がった状態で、温度センサ８のケーシング１３の開口の全体を覆っている。これにより、温度センサ８の検知部１４に、未定着のトナーや紙粉等の異物が接近することを抑制でき、ひいては上述の異物が付着することを抑制できる。
【００２５】
図２，図３に示す開位置では、蓋１２の主体部１２ａは、第１の支持部材９の上面９ｃに沿ってその上にのせられていて、温度センサ８のケーシング１３の凹部１３ａの開口の全体を開放している。これにより、温度センサ８は、加熱ローラ５の外周面５ａの表面温度を測定できる。
また、第１の支持部材９とスライダ２２は、蓋１２の移動を案内する案内部として機能し、閉位置および開位置の間において、蓋１２の移動を案内する。
【００２６】
図４および図５を参照して、閉位置では、ソレノイド１８の本体１８ｂのコイルは非通電状態とされている。蓋１２を閉位置から開位置にするときには、ソレノイド１８の本体１８ｂのコイルに第１の所定電圧を印加する。これにより、ソレノイド１８の出力軸１８ａが進出位置から後退位置に変位し、これに伴い、レバー２１が、第１の弾性部材２４の付勢力に抗して支軸２３の回りに一方の向き、例えば図５では反時計回りに回動する。これとともに、スライダ２２は、第２の弾性部材２５により引っ張られて、一方の向き（例えば図５で右方）へ移動し、蓋１２は第１の支持部材９の上面９ｃの上へ引っ張り上げられて（図２参照）、開位置に到達する。ソレノイド１８への通電は所定時間で行われ、蓋１２が開位置に到達した後に、ソレノイド１８への通電は停止される。
【００２７】
図２および図３を参照して、蓋１２が開位置にあるときに、ソレノイド１８は非通電状態とされている。ソレノイド１８の出力軸１８ａは、上述の自己保持機能により後退位置に維持されている。蓋１２を開位置から閉位置にするときには、ソレノイド１８の本体１８ｂに第２の所定電圧を印加する。これにより、ソレノイド１８の出力軸１８ａが後退位置から進出位置への変位を許容される。また、第１の弾性部材２４は、レバー２１を支軸２３の回りに他方の向き、例えば図３で時計回りに引っ張る結果、レバー２１は他方の向きに回動し、第１の弾性部材２４の付勢力に抗しつつスライダ２２は他方に向けて移動する。これにより、蓋１２は、蓋１２の自重により連結軸２６の回りに回動して、垂れ下がり状態になり、閉位置に到達する。ソレノイド１８への通電は所定時間で行われ、蓋１２が閉位置に到達した後に、ソレノイド１８への通電は停止される。
【００２８】
図１に戻って、蓋１２の開閉は、制御部４により制御される。すなわち、ソレノイド１８は、駆動回路１５を介して、制御部４に接続されている。制御部４は、ソレノイド１８を予め定めるタイミングで駆動して、その動作を制御する制御手段として機能する。
制御部４は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、記憶手段としてのメモリ等を含み、予め記憶されたプログラムに基づいて、画像形成装置１の全体、画像形成部２、定着装置３等のそれぞれの動作を制御する。また、制御部４は、画像形成装置１が画像形成動作を開始するための操作部１６、例えば電源スイッチ等と接続されている。
【００２９】
制御部４の制御のもとで、駆動回路１５を介して、ソレノイド１８が駆動されて、蓋１２が開位置または閉位置に変位する。具体的には、上述のようにソレノイド１８に所定のタイミングで第１または第２の所定の電圧が所定時間で印加される。
また、制御部４は、蓋１２の開閉のタイミングを制御する。すなわち、加熱ローラ５および加圧ローラ６が加熱・加圧動作（定着動作）を行わないときは、蓋１２を閉位置にし、加熱・加圧動作時には、蓋１２を開位置にする。
【００３０】
例えば、本実施形態では、電源スイッチの操作に連動して蓋１２を開閉するようにしている。具体的には、電源スイッチが操作されて、電源が投入された直後に、制御部４は蓋１２を開位置に変位させる。また、電源からの通電を遮断するために、電源スイッチが操作されたときには、この操作が制御部４により検知される。これに伴い、制御部４は、ソレノイド１８を駆動して、蓋１２を閉じるようにしている。その後、制御部４は電源からの通電を遮断する。
【００３１】
また、蓋１２の開閉のタイミングは種々の態様が考えられ、以下のようにしてもよい。例えば、上述のように電源に連動して蓋１２を開閉させるとともに、通電中の所定のタイミングであって加熱ローラ５の温度が定着動作中の温度よりも低くされている待機状態の期間中は、蓋１２を閉じるようにしてもよい。
さらに、これに加えて、定着動作の直前に蓋１２を開位置に変位させ、定着動作の直後に蓋１２を閉位置に変位させ、定着動作中を開位置としてもよい。これにより、用紙の一枚ごとの画像形成および定着動作の直後であって次の定着動作が開始されるまでの間の期間が、閉位置とされてもよい。
【００３２】
このように本発明の実施形態によれば、蓋１２は、閉位置において、温度センサ８を覆って、温度センサ８へのトナーの付着を抑制することができる。しかも、蓋１２が開位置に位置するときには、温度センサ８が開放されて、その結果、温度センサ８により加熱ローラ５の表面温度を精度良く測定できる。従って、トナーが温度センサ８に付着することに起因した不具合、例えば定着不良が発生すること、加熱ローラ５の温度が過度に高くなって加熱ローラ５を支持する軸受等が破損すること等を防止できる。
【００３３】
また、加熱ローラ５および加圧ローラ６が加熱・加圧動作を行わないときに、蓋１２は閉位置とされ、加熱・加圧動作時に、蓋１２は開位置とされる。これにより、蓋１２を開位置にして、加熱ローラ５の温度を温度センサ８により精度良く測定できるので、加熱・加圧動作を良好に行うことができる。また、加熱・加圧動作を行わないときであれば、蓋１２を閉位置にし温度センサ８へのトナーの付着を防止するのに好ましい。
【００３４】
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、加熱手段としては、上述のように加熱ローラ５の内部に配置してもよいし、加熱ローラ５の外部に配置することも考えられる。
【００３５】
また、加圧部材としては、加圧ローラ６に代えて、移動可能なベルト（図示せず）を用いることも考えられる。
また、蓋としては、平坦な板状の蓋１２の他、湾曲した板状の蓋であってもよいし、また、蛇腹状に形成されて可撓性を有する蓋（図示せず）であってもよい。
また、変位機構１７としては種々の変形例が考えられる。例えば、上述の実施形態において、蓋１２が第１および第２の弾性部材２４，２５の付勢力により開位置に安定して保持されることや、ソレノイド１８を自己保持形でないタイプを用いることも考えられる。また、蓋１２を駆動するための駆動源としては、電動モータ等の他の電動アクチュエータを用いてもよい。
【００３６】
また、温度センサとしては、サーミスタを含む温度センサ８の他、光学式の温度センサであってもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態の定着装置を含む画像形成装置の概略構成の正面視での模式図である。
【図２】図１に示す蓋が開位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の正面図である。
【図３】図１に示す蓋が開位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の平面図である。
【図４】図１に示す蓋が閉位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の正面図である。
【図５】図１に示す蓋が閉位置にあるときの蓋と変位機構との概略構成の平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３…定着装置
５…加熱ローラ
６…加圧ローラ（加圧部材）
８…温度センサ
１２…蓋
１７…変位機構（変位手段）
Ｐ…用紙（転写材）
Ｔ…トナー
【図１】
2006308943.tif 000003
【図２】
2006308943.tif 000004
【図３】
2006308943.tif 000005
【図４】
2006308943.tif 000006
【図５】
2006308943.tif 000007