(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性層及び熱源を備えた加熱回転体と、
該加熱回転体に対向して配設される加圧回転体と、
前記加熱回転体及び前記加圧回転体とを圧接させながら保持する構造体と、
前記加熱回転体に当接して、もしくは前記加熱回転体に近接して配設されるセンサ部材と、
該センサ部材を前記加熱回転体に付勢するための付勢手段と、
前記加熱回転体、前記加圧回転体、前記構造体、前記センサ部材、前記付勢手段を内包する外装部材と
を備え、記録媒体を前記加熱回転体と加圧回転体とで形成されるニップ部を通過させることで前記記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置において、
前記センサ部材は、前記構造体とは別体に設けられた保持手段に保持されると共に、前記付勢手段による付勢を受けて前記保持手段又は前記センサ部材のいずれか一方が前記構造体に当接して前記加熱回転体に対する前記センサ部材の位置関係が決定される定着装置であって、
前記外装部材の一部が前記保持手段を兼ねるかもしくは該保持手段が前記外装部材に直接的に取り付けられ、前記外装部材の一部が前記付勢手段を兼ねることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記センサ部材は、検知対象の表面に対して接触方式又は非接触方式で用いられる温度検知センサであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記温度検知センサが、サーミスタ、熱電対、サーモスタット、温度ヒューズのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記センサ部材に接続されるハーネスは、前記外装部材が有するハーネス保持部により保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記外装部材の一部が前記ハーネス保持部を兼ねることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記外装部材が有するハーネス保持部材が、該外装部材とは別体として構成されることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記構造体と前記保持手段又は前記センサ部材は、互いに嵌合する嵌めあい形状によって前記センサ部材の位置決めをなす構成であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記構造体に位置決め用の凸形状部材が配設されており、該凸形状部材に対して、前記保持手段に設けられた位置決め穴が嵌合することで位置決めされることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記保持手段に位置決め用の凸形状部材が配設されており、該凸形状部材に対して、前記構造体に設けられた位置決め穴が嵌合することで位置決めされることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記外装部材に前記センサ部材の位置確認用の覗き窓が設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加熱回転体は、弾性層と前記熱源を内部に有する加熱定着ローラであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１２】
前記加熱回転体は、弾性層と前記熱源と無端状加熱部材と前記無端状加熱部材を張架する単数又は複数の回転可能なローラとを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着装置及び画像形成装置に係り、特に弾性層と熱源を有する加熱回転体と、該加熱回転体に対向して配設される加圧回転体と、前記加熱回転体及び前記加圧回転体とを圧接させながら保持する構造体と、前記加熱回転体に当接して、もしくは前記加熱回転体に近接して配設されるセンサ部材と、該センサ部材を前記定着回転体に付勢するための付勢手段と、前記加熱回転体、前記加圧回転体、前記構造体、前記センサ部材、前記付勢手段を内包する外装部材とを備え、記録媒体を前記加熱手段と加圧手段とで形成されるニップ部を通過させることで前記記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタ、ＦＡＸ、複写機等の画像形成装置における電子写真画像形成プロセスでは、一般に、未定着トナー像を形成した記録紙等の記録媒体を画像定着装置に挿通させて加熱加圧することにより、トナー像を定着させる。このような画像定着装置として、円筒状芯金に少なくとも弾性層を被覆し、内部に熱源が配された加熱回転体と、これに当接してニップ部を形成する加圧回転体とから構成される加熱加圧方式の定着装置が一般的である。
【０００３】
このような定着装置において、定着回転体は、その表面温度が最適値に保たれることが重要であり、例えば特許文献１に示されるような接触型サーミスタに代表される温度検知センサを用いて、測定された前記定着ローラの表面温度に基づいて定着ローラ内のヒータの温度を制御するものが一般的である。また、何らかの理由でヒータの制御が働かず、加熱回転体が異常な高温になった場合の防止策として、安全装置である過昇温防止安全装置を設置しているものも数多く見受けられる。その代表例として特許文献２には、定着ローラの温度を非接触で検知するサーモスタットを用いた定着装置が開示されている。
【特許文献１】実用新案登録公報第２５０５６３１号
【特許文献２】特開２００６−１９５３２４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した加熱加圧方式を採用した定着装置においては、定着回転体と加圧回転体とを圧接保持するための荷重を支え得るように、一般的には剛性の高い金属製のフレームなどの構造体によって定着回転体と加圧回転体とを保持している。そして定着回転体の表面温度を精度よく検知するため、上記のようなサーミスタやサーモスタットなどのセンサ類は、加工精度の高い金属フレームに直接的又は部材を介して配設されることが多く、さらには金属フレームとセンサ類を内包するエンクロージャとして、樹脂製のハウジングで装置全体を覆う構成が一般的である。
【０００５】
しかしながらこのような構成の定着器においては、センサ類に接続されるハーネスが金属フレームのエッジ部に接触するとハーネスの被覆が傷付き、内部の活電導線が剥き出しになるため、安全上問題となる。この問題を防止するためには、ハーネスの被覆を二重にしたり、ハーネスを樹脂製の部材でガイドしたりするなどの措置をとる必要があり、ハーネスの被覆を二重にするような方法は材料費や加工費など、製品のコストアップにつながる上、複数回に渡りエッジと接触することで最終的には活電部が露出するため、根本的な解決方法とは言えない。
【０００６】
このため、多くの場合はハーネスが傷付きにくいように、樹脂部材によってハーネスをガイドするという方式を選定しているが、フレームと別体の樹脂ガイドを設置すると別途金型が必要となり、材料費も嵩むため製品のコストアップにつながる。またハウジング自体にハーネスを案内するガイド形状を持たせる方法もあるが、センサ本体はフレームに保持されながら、ハーネスのみハウジングに保持されるという構成となるため、ひとまずフレームにセンサ類を組付けた後、フレームをハウジングに収めた上で、ハーネス処理を施さなくてはならない。その際、フレームとハウジングとの間隙という狭いスペースの中でハーネスをハーネスガイドに組付ける工程が必然的に発生するため、組立作業性が悪化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、少なくとも加熱回転体に近接して配設されるセンサ部材を備えた定着装置において、センサ部材を高い精度で取り付けると共に、センサ類のハーネスに損傷を与えることなく保持でき、且つ組付け作業性も良好な定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、
弾性層及び熱源を備えた加熱回転体と、
該加熱回転体に対向して配設される加圧回転体と、
前記加熱回転体及び前記加圧回転体とを圧接させながら保持する構造体と、
前記加熱回転体に当接して、もしくは前記加熱回転体に近接して配設されるセンサ部材と、
該センサ部材を前記加熱回転体に付勢するための付勢手段と、
前記加熱回転体、前記加圧回転体、前記構造体、前記センサ部材、前記付勢手段を内包する外装部材と
を備え、記録媒体を前記加熱回転体と加圧回転体とで形成されるニップ部を通過させることで前記記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置において、
前記センサ部材は、前記構造体とは別体に設けられた保持手段に保持されると共に、前記付勢手段による付勢を受けて前記保持手段又は前記センサ部材のいずれか一方が前記構造体に当接して前記加熱回転体に対する前記センサ部材の位置関係が決定される定着装置であって、
前記外装部材の一部が前記保持手段を兼ねるかもしくは該保持手段が前記外装部材に直接的に取り付けられ、前記外装部材の一部が前記付勢部材を兼ねることを特徴とする定着装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記センサ部材は、検知対象の表面に対して接触方式又は非接触方式で用いられる温度検知センサであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２記載の定着装置において、前記温度検知センサが、サーミスタ、熱電対、サーモスタット、温度ヒューズのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の定着装置において、前記センサ部材に接続されるハーネスは、前記外装部材が有するハーネス保持部により保持されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載の定着装置において、前記外装部材の一部が前記ハーネス保持部を兼ねることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項４または５に記載の定着装置において、前記外装部材が有するハーネス保持部材が、該外装部材とは別体として構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の定着装置において、前記構造体と前記保持手段又は前記センサ部材は、互いに嵌合する嵌めあい形状によって前記センサ部材の位置決めをなす構成であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項７記載の定着装置において、前記構造体に位置決め用の凸形状部材が配設されており、該凸形状部材に対して、前記保持手段に設けられた位置決め穴が嵌合することで位置決めされることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項７に記載の定着装置において、前記保持手段に位置決め用の凸形状部材が配設されており、該凸形状部材に対して、前記構造体に設けられた位置決め穴が嵌合することで位置決めされることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の定着装置において、前記外装部材に前記センサ部材の位置確認用の覗き窓が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置において、前記加熱回転体は、弾性層と前記熱源を内部に有する加熱定着ローラであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれかに記載の定着装置において、前記加熱回転体は、弾性層と前記熱源と無端状加熱部材と前記無端状加熱部材を張架する単数又は複数の回転可能なローラとを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれかに記載の着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置によれば、センサ部材は前記構造体とは別体に設けられた保持手段に保持されると共に、前記付勢部材による付勢を受けて前記保持手段又は前記センサ部材のいずれか一方が前記構造体に当接して前記加熱回転体に対する前記センサ部材の位置関係が決定されるものとしたので、センサを高い精度で取り付けると共に、センサ類のハーネスに損傷を与えることなく保持でき、且つ組付け作業性も良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る画像形成装置を概念的に示す断面図である。本例に係る画像形成装置は、原稿を読み取る読み取りユニット１１、画像を形成する画像形成部１２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３、ＡＤＦ１３から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ１４、給紙カセット１５乃至１８を備える給紙部１９、記録用紙をスタックする排紙部（排紙トレイ２０）を備えて構成される。
【００２９】
この画像形成装置では、ＡＤＦ１３の原稿台２１上に原稿Ｄがセットされた状態で、図示しない操作部での操作、例えばプリントキーが押下されると、最上位の原稿Ｄはピックアップローラ２２の回転により矢印Ｂ１方向へ送り出され、原稿搬送ベルト２３の回転により、画像読み取りユニット１１に固定されたコンタクトガラス２４上に載置される。この載置された原稿Ｄの画像は、画像形成部１２とコンタクトガラス２４の間に位置する読み取り装置２５によって読み取られる。読み取り装置２５は、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄを照明する光源２６、原稿画像を結像する光学系２７、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光電変換素子２８等を備える。画像読み取り終了後、原稿Ｄは、原稿搬送ベルト２３の回転により矢印Ｂ２方向へ搬送されて原稿排紙トレイ１４上へ排出される。このように、原稿Ｄは１枚ずつ、コンタクトガラス２４上へ給送して原稿画像を画像読み取りユニット１１によって読み取られる。
【００３０】
一方、画像形成部１２の内部には、像担持体である感光体３０が配置してある。感光体３０は、図中時計方向に回転駆動し、帯電装置３１によってその表面が所定の電位に帯電される。また、書き込みユニット３２からは、読み取り装置２５によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Ｌが照射され、帯電した感光体３０の表面はこのレーザ光Ｌで露光され、これによって感光体３０の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３３を通過するとき、対向する転写装置３４によって感光体３０と転写装置３４の間に給送された記録媒体Ｐに転写される。トナー像転写後の感光体３０の表面は、クリーニング装置３５によって清掃される。
【００３１】
画像形成部１２の下部に配置した複数の給紙カセット１５乃至１８には、紙等の記録媒体Ｐが収容されており、いずれかの給紙カセット１５乃至１８から記録媒体Ｐが矢印Ｂ３方向へ送り出され、その記録媒体Ｐの表面に、上述のように感光体３０の表面に形成されたトナー像が転写される。次に、記録媒体Ｐは、矢印Ｂ４で示すように画像形成部１２内の定着装置１００を通され、熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐの表面に転写されたトナー像が定着される。定着装置１００を通った記録媒体Ｐは排出ローラ対３７によって搬送され、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ２０へ排出され、スタックされる。
【００３２】
次に本発明に係る画像形成装置の定着装置１００について説明する。図２は実施形態例に係る定着装置を示す斜視図、図３は実施形態例に係る定着装置を示すものであり、（ａ）はサーミスタの取付過程を示す断面図、（ｂ）はサーミスタの取付状態を示す断面図である。本形態に係る加熱加圧方式の定着装置１００は、図２に示すように、加圧ローラ１２１と、加熱回転体である加熱ローラ１２２とが互いに対向するように設けられている。加熱ローラ１２２は、その内部に熱源であるヒータ１２５を有し、図示しない駆動モータによって回転駆動される。加圧ローラ１２１は図示しない加圧手段によって加熱ローラ１２２に対して圧接させられ、加熱ローラ１２２の回転に伴って従動回転する。
【００３３】
加圧ローラ１２１はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコンゴムなどの弾性層を設けて形成されたもので、その表層はＰＦＡやＰＴＦＥで構成された離型層となっている。未定着のトナー像を担持した記録媒体は搬送ガイド１２８に沿って加圧ローラ１２１と加熱ローラ１２２とで形成されるニップ部に搬送され、加熱、加圧の処理を施される。上記のローラ対は構造体である金属製のフレーム１３１によって回動自在に支持されており、フレーム１３１の外周を覆うように樹脂製のハウジング１５５が配設されている。
【００３４】
本例に係る定着装置１００においては、トナーに与える熱量を管理するため、図３（ｂ）に示すように、加熱ローラ１２２に接触式のサーミスタ１４１を当接させて、加熱ローラ１２２の表面温度を検知する。このサーミスタ１４１で検知した温度に基づいて、ヒータ１２５の明滅を制御することによってローラ表面の温度を管理する。前記サーミスタ１４１は、ネジ１８１などの固定部材によって保持部材１６１に固定されており、保持部材１６１は付勢手段１７１によって上方に付勢されている。本例では、付勢手段１７１は、例えばコイルスプリングであり、ハウジング１５５上に配置される。
【００３５】
保持部材１６１には、凸形状部材である段付のカシメピン１８２が配置されている。またフレーム１３１には前記カシメピン１８２が嵌合する位置決め穴１３２が形成されており、前記カシメピン１８２と前記位置決め穴１３２とは嵌めあい形状をなして、サーミスタ１４１の加熱ローラ１２２に対する位置決めがされる。図３（ａ）に示す状態から、定着装置１００の組み立てられたとき、サーミスタ１４１は、付勢手段１７１で付勢されると共にカシメピン１８２と、位置決め穴１３２とで位置決めされて、図３（ｂ）に示すように加熱ローラ１２２に接触した状態で固定される。
【００３６】
次にサーミスタ１４１に接続されるハーネス１４２の保持について説明する。図４は実施形態例に係る定着装置におけるハーネスの保持状態を示す斜視図である。前記サーミスタ１４１の後端にはハーネス１４２が接続されており、ハーネス１４２の他端は図示しないコネクタ等の電装部分に接続されており、コネクタを通じて画像形成装置本体へサーミスタ１４１からの検知信号を送信している。前記ハーネス１４２はハウジング１５５に設けられたハーネス保持部１５６によって配線経路が定められ、図示しない駆動ギアやローラ対などの可動部への巻き込まれや、フレーム端部などのエッジへの接触などが発生しないようになっている。
【００３７】
ハーネス保持部１５６はハウジング１５５に基部を固定した鈎状の部材をハウジング１５５に一体形成したものである。このため、サーミスタ１４１とサーミスタから伸びるハーネス１４２とは、ハーネス保持部１５６でハウジング１５５に保持される一方、フレーム１３１からは完全に離間した状態で取り付けられており、フレーム１３１とハウジング１５５が接離自在になるため、定着装置１００の組付け時の生産性を向上させることができる。
【００３８】
尚、本例では外装部材であるハウジング１５５にセンサ部材であるサーミスタ１４１の位置確認用の覗き窓を開設することができ、組付け状態でのサーミスタの視認性を良好にし、誤組付けなどによって発生する正常状態からのセンサの位置ずれを未然に防止することができる。
【００３９】
従って、本例に係る定着装置１００によれば、サーミスタ１４１の取り付け精度を確保しつつ、ハーネスの損傷を防止しつつ保持でき、且つ組付け作業性も良好なものとすることができる。
【００４０】
また、本例では、位置決め穴をフレームに保持部材に形成し、カシメピンを保持部材に形成したが、位置決め穴を保持部に、カシメピンをフレームに形成するようにしてもよい。また、凸状部材としてカシメピンに換え他の部材を採用することができる。
【００４１】
さらに、本例では、ハーネス保持部は、ハウジングと一体形成した場合を示したが、ハーネス保持部は別部材としてハウジングに取り付けることができる。
【００４２】
次に第２の実施形態例について説明する。図５は第２の実施形態に係る定着装置を示すものであり、（ａ）はサーモスタットの取付過程を示す断面図、（ｂ）はサーモスタットの取付状態を示す断面図である。本例に係る定着装置２００は、センサ部材としてサーモスタット２４５を加熱ローラ２２２の表層に対して適切な間隔を開けて設置したものである。サーモスタット２４５は、過昇温防止安全装置として配置され、何らかの理由でヒータの制御が働かず、加熱ローラ２２２が異常な高温になった場合に対処するために設けられる。
【００４３】
サーモスタット２４５は、ネジ２８１などの固定部材によって保持部材２６１に固定されている。また、保持部材２６１は、樹脂製のハウジング２５５の方法に付勢手段２７１で上方に付勢されている。この例では、付勢手段２７１は、樹脂製のハウジング２５５の弾力性を利用してハウジング２５５に片持ちの板バネとして一体に形成されている。
【００４４】
保持部材２６１には、図中水平方向及び垂直方向に対してサーモスタット２４５の位置を規定するための位置決め穴２６２が配設されている。また、フレーム２３１には、位置決め穴２６２に嵌入される凸状部材としてエンボス部２３３が形成されている。図５（ａ）に示す状態から、定着装置２００の組み立てられたとき、サーモスタット２４５は、付勢手段２７１で付勢されると共に、位置決め穴２６２とで位置決めされて、図５（ｂ）に示すように加熱ローラ２２２と所定の距離ｄだけ離間した状態で固定される。
【００４５】
従って本例に係る定着装置２００によれば、サーモスタット２４５の取り付け精度を確保しつつ、ハーネスの損傷を防止しつつ保持でき、且つ組付け作業性も良好なものとすることができる。
【００４６】
尚、前記各例ではセンサ部材として、サーミスタ、サーモスタットを使用した場合について説明したが、センサ部材として熱電対、温度ヒューズ等を使用することができる。また、本例では、位置決め穴を保持部材に形成し、エンボス部をフレームに形成したが、位置決め穴をフレームに、エンボス部を保持部材に形成するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記各例では、加熱回転体として加熱ローラを使用した例について説明したが、加熱回転体として、弾性層と前記熱源と無端状加熱部材と前記無端状加熱部材を張架する単数又は複数の回転可能なローラとを有するものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態例に係る画像形成装置を概念的に示す断面図である。
【図２】実施形態例に係る定着装置を示す斜視図である。
【図３】実施形態例に係る定着装置を示すものであり、（ａ）はサーミスタの取付過程を示す断面図、（ｂ）はサーミスタの取付状態を示す断面図である。
【図４】実施形態例に係る定着装置におけるハーネスの保持状態を示す斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る定着装置を示すものであり、（ａ）はサーモスタットの取付過程を示す断面図、（ｂ）はサーモスタットの取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１  読取ユニット
１２  画像形成部
１３  自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
１４  原稿排紙トレイ
１５〜１８  給紙カセット
１９  給紙部
２０  排紙トレイ
２１  原稿台
２２  ピックアップローラ
２３  原稿搬送ベルト
２４  コンタクトガラス
２５  読み取り装置
２６  光源
２７  光学系
２８  光電変換素子
３０  感光体
３１  帯電装置
３２  書き込みユニット
３３  現像装置
３４  転写装置
３５  クリーニング装置
３７  排出ローラ対
１００  定着装置
１２１  加圧ローラ
１２２  加熱ローラ（加熱回転体）
１２５  ヒータ
１２８  搬送ガイド
１３１  フレーム（構造体）
１３２  位置決め穴
１４１  サーミスタ（センサ部材）
１４２  ハーネス
１５５  ハウジング
１５６  ハーネス保持部
１６１  保持部材
１７１  付勢手段
１８１  ネジ
１８２  カシメピン（凸形状部材）
２００  定着装置
２２２  加熱ローラ（加熱回転体）
２３１  フレーム（構造体）
２３３  エンボス部（凸形状部材）
２４５  サーモスタット（センサ部材）
２５５  ハウジング
２６１  保持部材
２６２  位置決め穴
２７１  付勢手段
２８１  ネジ
【図１】
0005156910.tif 000002
【図２】
0005156910.tif 000003
【図３】
0005156910.tif 000004
【図４】
0005156910.tif 000005
【図５】
0005156910.tif 000006