CN107367917B - 旋转检测机构、定影装置和图像形成装置 - Google Patents

旋转检测机构、定影装置和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供旋转检测机构、定影装置和图像形成装置。本发明的旋转检测机构包括脉冲板、光学式传感器、支架和输入齿轮。脉冲板在外周面形成有遮光部。光学式传感器包括检测部，该检测部检测脉冲板的遮光部对光路的开放或遮断。支架具有将脉冲板的旋转轴支承为能够旋转的轴承孔。输入齿轮向旋转轴输入旋转驱动力。旋转轴为从轴向观察时在外周面形成有凸部的键状。在轴承孔的内周面形成有***旋转轴时供凸部通过的槽部，且轴承孔从轴向观察时的形状为圆形。

Description

旋转检测机构、定影装置和图像形成装置
技术领域
本发明涉及应用于定影装置并对定影辊等被加热旋转体的旋转进行检测的旋转检测机构，所述定影装置搭载于复印机、打印机等图像形成装置，对未定影的调色剂像进行定影。
背景技术
在电子照相方式的图像形成装置中，广泛采用如下的辊加热方式：对形成夹缝的辊对的至少一方的辊(定影辊)进行加热，使承载有未定影调色剂像的记录介质(纸张)穿过辊对的夹缝，由此将调色剂定影在记录介质上。此外，还使用如下的带加热方式：代替定影辊而使用环状的定影带，利用加热机构使定影带发热，并借助定影带在定影带与加压辊的夹缝处将未定影调色剂像定影于记录介质。
作为这样的定影辊或定影带等的加热方式，公知的是利用配置在辊或带的内侧的卤素灯等灯进行加热的灯方式，以及从缩短预热时间或节约能源的需求出发，通过使交变磁场与磁性导体交链而产生涡电流，由此进行加热的感应加热(IH：Induction Heating)方式。
另外，在加热定影辊(或定影带)的情况下，为了不产生辊(或带)的周向的温度不均，通常在辊(或带)旋转的状态下进行加热。
尤其是在IH方式下，由于具有励磁线圈和铁心的感应加热部大型化，因此通常将感应加热部配置在定影辊或定影带的外部，并从外侧加热辊或带。在此情况下，如果在辊或带未旋转的状态下开始加热，则仅辊或带的表面的一部分被加热。此外，虽然配置有检测辊或带的表面温度的温度检测传感器，但是感应加热部与温度检测传感器的配置位置在周向上不同时，不能检测到异常升温，有可能产生辊或带的热变形或起烟、起火。因此，有必要在使辊或带旋转的状态下向感应加热部通电。
例如，已知有使用具有光学式传感器(光断续传感器)和脉冲板的旋转检测机构来检测加热辊有无旋转的定影装置。在上述方法中，与定影辊或加热辊的旋转驱动连动地使脉冲板旋转，通过打开或遮断光学式传感器的检测部的光路来检测加热辊有无旋转。
发明内容
本发明目的在于提供旋转检测机构、具备旋转检测机构的定影装置和图像形成装置，可以降低脉冲板的键状的旋转轴与能够供旋转轴***的支架之间的滑动负载，由此可以防止发生旋转检测不良。
本发明第一结构的旋转检测机构包括：脉冲板，在外周面形成有遮光部；光学式传感器，包括检测部，所述检测部检测所述脉冲板的遮光部对光路的开放或遮断；支架，具有轴承孔，所述轴承孔将所述脉冲板的旋转轴支承为能够旋转；以及输入齿轮，向所述旋转轴输入旋转驱动力，所述旋转轴为从轴向观察时在外周面形成有凸部的键状，在所述轴承孔的内周面形成有***所述旋转轴时供所述凸部通过的槽部，且所述轴承孔从轴向观察时的形状为圆形。
此外，本发明涉及一种定影装置，其包括：被加热旋转体，由加热机构加热；加压部件，与所述被加热旋转体压力接触而形成定影夹缝部；以及上述结构的旋转检测机构，检测所述被加热旋转体是否旋转，使转印有调色剂像的记录介质经过所述定影夹缝部而对转印到记录介质上的调色剂像进行定影处理。
此外，本发明涉及一种图像形成装置，其包括上述结构的定影装置。
根据本发明的第一结构，由于槽部的边缘从轴承孔的一端缘至另一端缘在轴向上并不连续，因此与槽部的边缘在轴向上连续的现有结构相比，旋转轴的外周面难以钩挂于槽部的边缘，能够降低旋转轴的滑动负载。因此，能够使脉冲板顺畅地旋转，能够有效地抑制由于脉冲板的旋转不均导致的旋转检测不良的产生、或者由于旋转轴与轴承孔的滑动导致的摩损和杂音。
此外，通过具备上述结构的旋转检测机构，形成如下的定影装置：其能够高精度地检测由加热机构加热的被加热旋转体是否旋转。
此外，通过具备上述结构的定影装置，形成如下的图像形成装置：其不会在被加热旋转体未旋转的状态下就开始加热从而导致产生被加热旋转体的热变形或起烟、起火。
附图说明
图1是搭载定影装置13的彩色打印机100的示意性剖视图，所述定影装置13具有本发明的旋转检测机构40。
图2是定影装置13的外观立体图。
图3是表示定影装置13的内部构造的侧面剖视图。
图4是设有本发明一个实施方式的旋转检测机构40的定影装置13的一个端部周边的立体图。
图5是本实施方式的旋转检测机构40的立体图。
图6是构成本实施方式的旋转检测机构40的脉冲板41和旋转轴45的外观立体图。
图7是从图5的上方观察旋转检测机构40的旋转轴45周边的俯视图。
图8是从内侧观察构成本实施方式的旋转检测机构40的支架50的立体图。
图9是从外侧观察支架50的侧视图。
图10是将支架50沿着轴承孔51的轴向切断的剖视图。
图11是现有的旋转检测机构的脉冲板的旋转轴45和保持旋转轴45的支架50的轴承孔51的侧视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是搭载有本发明的定影装置的图像形成装置的示意性剖视图，在此表示了串列方式的彩色打印机。在彩色打印机100的主体内，从输送方向上游侧(图1中的左侧)依次设有四个图像形成部Pa、Pb、Pc、Pd。上述图像形成部Pa～Pd与不同的四种颜色(青色、品红色、黄色和黑色)的图像对应地设置，分别利用带电、曝光、显影和转印这样的各工序依次形成青色、品红色、黄色和黑色的图像。
上述图像形成部Pa～Pd设置有承载各颜色的可视图像(调色剂像)的感光鼓1a、1b、1c、1d，并且中间转印带8利用驱动机构(未图示)在图1中向逆时针方向旋转，所述中间转印带8与各图像形成部Pa～Pd相邻设置。形成在上述感光鼓1a～1d上的调色剂像依次第一次转印并重叠在与各感光鼓1a～1d抵接并移动的中间转印带8上，然后在二次转印辊9的作用下，第二次转印在作为记录介质的一例的纸张P上，进而在定影装置13中定影在纸张P上之后，从装置主体排出。一边使感光鼓1a～1d在图1中沿顺时针方向旋转，一边执行对于各感光鼓1a～1d的图像形成工序。
转印调色剂像的纸张P收容在彩色打印机100的主体下部的纸盒16内，并借助供纸辊12a和对准辊对12b向二次转印辊9与后述的中间转印带8的驱动辊11之间的夹缝部输送。中间转印带8主要使用没有接缝的(无缝)带。此外，在二次转印辊9的下游侧配置有刮板状的带清洁器19，所述带清洁器19用于去除残留在中间转印带8的表面上的调色剂等。
接下来，对图像形成部Pa～Pd进行说明。在配置成能够旋转的感光鼓1a～1d的周围及下方设置有：使感光鼓1a～1d带电的带电装置2a、2b、2c、2d；在各感光鼓1a～1d上曝光图像信息的曝光装置5；在感光鼓1a～1d上形成调色剂像的显影装置3a、3b、3c、3d；以及去除残留在感光鼓1a～1d上的显影剂(调色剂)等的清洁装置7a、7b、7c、7d。
在从计算机等上位装置输入图像数据时，首先利用带电装置2a～2d使感光鼓1a～1d的表面均匀带电，接着利用曝光装置5按照图像数据照射光，在各感光鼓1a～1d上形成与图像数据对应的静电潜影。显影装置3a～3d分别填充有规定量的双组分显影剂，所述双组分显影剂包含青色、品红色、黄色和黑色的各颜色的调色剂。而且，在由于后述的调色剂像的形成而使各显影装置3a～3d内填充的双组分显影剂中的调色剂的比例低于规定值的情况下，从调色剂容器4a～4d向各显影装置3a～3d补充调色剂。该显影剂中的调色剂利用显影装置3a～3d供给并静电附着于感光鼓1a～1d上，由此形成与曝光装置5的曝光所形成的静电潜影对应的调色剂像。
此外，利用一次转印辊6a～6d在一次转印辊6a～6d与感光鼓1a～1d之间施加规定的转印电压，感光鼓1a～1d上的青色、品红色、黄色和黑色的调色剂像第一次转印到中间转印带8上。为了形成规定的全彩色图像而以预先设定的规定位置关系来形成上述四种颜色的图像。然后，为了准备接下来进行的新的静电潜影的形成，利用清洁装置7a～7d去除第一次转印后残留在感光鼓1a～1d的表面上的调色剂等。
中间转印带8架设在上游侧的张力辊10和下游侧的驱动辊11之间，伴随驱动电机(未图示)驱动的驱动辊11的旋转使中间转印带8开始向逆时针方向旋转时，纸张P从对准辊对12b以规定的时机向驱动辊11和与驱动辊11相邻设置的二次转印辊9之间的夹缝部(二次转印夹缝部)输送，中间转印带8上的全彩色图像转印到纸张P上。转印有调色剂像的纸张P经过纸张输送通道18并向定影装置13输送。
输送到定影装置13的纸张P被定影带21和加压辊23(参照图3)加热和加压，调色剂像被定影在纸张P的表面，形成规定的全彩色图像。形成有全彩色图像的纸张P被输送引导件14分配输送方向，所述输送引导件14配置在朝向多个方向分路的分路部。当仅在纸张P的单面形成图像时，直接利用排出辊对15将纸张P排出到排出盘17。
图2是搭载于彩色打印机100的定影装置13的外观立体图，图3是表示定影装置13的内部构造的侧面剖视图。与图1相同的部分标注相同的附图标记并省略了说明。定影装置13在壳体13a内具备环状的定影带21、加压辊23和配置在定影带21内部的卤素加热器25。用于切换纸张P的输送方向的输送引导件14能够摆动地支承在壳体13a的上表面。在定影带21的两端部附近配置有检测定影带21的旋转的旋转检测机构40。旋转检测机构40的具体结构将在后面说明。
定影带21被圆盘状的凸缘部21a和保持部件22施加规定的张力，所述圆盘状的凸缘部21a内切于定影带21的宽度方向两端部，所述保持部件22在定影带21的内部沿着长边方向内切。此外，以与定影带21的表面接触的方式设置有热敏电阻(未图示)。利用该热敏电阻检测定影带21的温度，并通过打开或关闭卤素加热器25来控制定影温度。在此，将定影带21的表面温度设定为140℃。
此外，将定影带21的宽度方向(与图3的纸面垂直的方向)的尺寸设定为比通过定影夹缝部N的最大的纸张宽度更大。由此，无论纸张尺寸如何，定影带21都能覆盖纸张的图像面的整个区域，因此能够防止未定影调色剂附着于保持部件22和加压辊23。
保持部件22借助定影带21与加压辊23抵接，由此形成供纸张穿过的定影夹缝部N。保持部件22的材质使用液晶聚合物等耐热性树脂等。此外，为了降低与定影带21的接触面(滑动面)的滑动负载，形成有PTFE板等氟树脂类的涂层。而且，也可以在涂层的内侧配置硅橡胶等弹性层。
加压辊23借助定影带21与保持部件22压力接触，在图3中向顺时针方向旋转。例如在芯轴23a的外侧设有弹性层23b。在芯轴23a的两端部配置有调整加压辊23相对于定影带21的接触压力的压力调整机构(未图示)。加压辊23被未图示的驱动电机驱动而向顺时针方向旋转。而且，为了提高脱模性，加压辊23的表面被厚度为50μm的PFA管覆盖。
在定影夹缝部N的纸张输送方向(图3中从下向上的方向)的下游侧，配置有从定影带21分离纸张的分离板35和支承分离板35的分离板支架37。
基于热敏电阻检测出的温度控制电源的供电，以便利用卤素加热器25使定影带21成为规定的温度。并且，当定影带21被加热并升温到规定的温度时，由定影夹缝部N夹持的纸张被加热并由加压辊23加压，由此纸张上的呈粉体状态的调色剂被熔融定影。
图4是设有本发明一个实施方式的旋转检测机构40的定影装置13的一个端部(图2中的右端部)周边的立体图，图5是本实施方式的旋转检测机构40的立体图，图6是构成旋转检测机构40的脉冲板41和旋转轴45的外观立体图，图7是从图5的上方观察旋转检测机构40的旋转轴45周边的俯视图。而且，图4中省略了壳体13a、支架50的记载。
如图4所示，旋转检测机构40包括脉冲板41和与脉冲板41相对配置的旋转检测传感器43。在脉冲板41的外周面等间隔地形成有多个遮光部41a(参照图6)，所述遮光部41a用于进行旋转检测传感器43的导通和断开的切换。在脉冲板41的旋转中心固定有旋转轴45，在旋转轴45的前端设有输入齿轮47。
旋转检测传感器43为PI(光遮断器)传感器，其在俯视“コ”形的相对的内表面设有由发光部和受光部构成的检测部43a。伴随脉冲板41的旋转，遮光部41a遮断和打开检测部43a的光路，由此检测部43a的受光信号电平从高电平切换到低电平以及从低电平切换到高电平，从而能够检测定影带21的旋转。
固定在定影带21的两端部的凸缘部21a形成有大径齿轮48，且配置有与输入齿轮47和大径齿轮48啮合的惰轮49。脉冲板41的旋转轴45与旋转检测传感器43、惰轮49一同支承于支架50。
脉冲板41由树脂制成，如图6所示，在外周缘的三个部位等间隔地形成有遮光部41a。在脉冲板41的旋转中心一体地形成有旋转轴45。为了避免模具成型时的分型线，旋转轴45形成为剖面椭圆形。在旋转轴45的外周面形成有沿着轴向突出的凸部45a，从轴向观察时旋转轴45呈键状。
如图7所示，设置在旋转轴45的前端的输入齿轮47形成有与凸部45a卡合的卡合槽47a。卡合槽47a在输入齿轮47的周向上形成为比凸部45a更大，输入齿轮47带有规定的游隙(旋转晃动)与旋转轴45卡合。此外，在旋转轴45外部插有压缩弹簧46。压缩弹簧46夹在脉冲板41与支架50之间，向脉冲板41施加规定的旋转负载。
接下来，对旋转检测机构40的动作进行详细说明。来自驱动装置(未图示)的驱动力借助驱动输入齿轮24(参照图4)传递，由此加压辊23被驱动而旋转，当定影带21从动于加压辊23而开始旋转时，固定在定影带21的两端部的凸缘部21a也与定影带21朝向相同方向(图4中的逆时针方向)旋转。
接下来，与形成在凸缘部21a的大径齿轮48啮合的惰轮49向图4中的顺时针方向旋转。此外，与惰轮49啮合的输入齿轮47向图4中的逆时针方向旋转。
此外，卡合有输入齿轮47的旋转轴45和固定于旋转轴45的脉冲板41也向图4中的逆时针方向旋转。利用脉冲板41的旋转，遮光部41a依次通过旋转检测传感器43的检测部43a。将遮光部41a的通过而导致的检测部43a的受光信号电平的切换作为检测信号向控制部(未图示)发送，检测定影带21的旋转。在检测到定影带21的旋转的情况下，将检测信号发送到控制部，并从控制部向卤素加热器25(参照图3)发送控制信号，开始定影带21的加热。
旋转轴45与输入齿轮47的旋转晃动的角度设定为比向加压辊23输入旋转驱动力的驱动输入齿轮24发生齿轮错位时的脉冲板41的旋转角度更大，能够由旋转晃动来吸收发生齿轮错位时向脉冲板41传递的驱动。此外，利用压缩弹簧46的旋转负载，能够防止脉冲板41停止时的惯性力导致的逆旋转。
图8是从内侧(旋转检测传感器43侧)观察保持脉冲板41的支架50的立体图，图9是从外侧观察支架50的侧视图，图10是沿着轴承孔51的轴向切断支架50的剖视图(图9的AA＇箭头方向剖视图)。而且，图8～图10中表示了配置在定影装置13的另一端侧(图2的左进深侧)的支架50，与图5所示的支架50呈左右对称的形状。
支架50由树脂制成，如图8所示，其包括：将脉冲板41的旋转轴45支承为能够旋转的轴承孔51；保持旋转检测传感器43的传感器保持部53；将惰轮49支承为能够旋转的凸台部55；以及用于将支架50固定于壳体13a的卡合爪57和螺丝孔59。
在轴承孔51的内周面形成有用于***键状的旋转轴45的槽部60。如图10所示，槽部60从轴承孔51的内侧端缘51a至外侧端缘51b弯曲成曲柄状。
在向轴承孔51***旋转轴45时，使旋转轴45的凸部45a与内侧端缘51a侧的槽部60的开口对准。在该状态下将旋转轴45***轴承孔51内时，凸部45a抵靠于槽部60的弯曲部。接下来，使旋转轴45向槽部60的弯曲方向旋转，由此如图10的虚线箭头所示，旋转轴45沿着槽部60的弯曲形状释放并贯穿至外侧端缘51b。当旋转轴45贯穿轴承孔51时，脉冲板41配置在检测部43a的发光部与受光部之间。
在本实施方式的结构中，槽部60的边缘从轴承孔51的内侧端缘51a至外侧端缘51b在轴向上并不连续。换言之，当如图9所示从轴向观察轴承孔51时，轴承孔51并非为键孔形状，而是在内周面没有缺失部分的圆形。由此，与槽部60的边缘在轴向上连续的现有结构(参照图11)相比，旋转轴45的外周面难以钩挂于槽部60的边缘，降低了旋转轴45的滑动负载。因此，能够使脉冲板41顺畅地旋转，能够有效地抑制由于脉冲板41的旋转不均导致的旋转检测不良的产生。此外，有效降低了旋转轴45与轴承孔51的滑动产生的磨损和杂音。
此外，通过使凸部45a沿着槽部60的形状释放并***，能够将旋转轴45容易地***轴承孔51。因此，不会降低旋转检测机构40的组装操作性。
此外，本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。例如，在上述实施方式中，例示了具有环状的定影带21作为被加热旋转体的带加热方式的定影装置13，并说明了检测定影带21的旋转的旋转检测机构40，但是本发明当然也能够完全同样地适用于具有定影带21以外的被加热旋转体的定影装置。此外，加热机构并不限于卤素加热器25，也可以是具有励磁线圈和铁心的感应加热方式。
例如，在具有定影辊作为被加热旋转体，且在定影辊与加压辊的夹缝处使未定影调色剂像定影于记录介质的辊加热方式的情况下，也能够用作定影辊的旋转检测机构。此外，例如也能够用作定影带或定影辊以外的旋转体、诸如感光鼓1a～1d等的旋转检测机构。
此外，本发明并不限于图1所示的串列式的彩色打印机100，能够用于黑白复印机、数码复合机、传真机和激光打印机等具有定影装置的各种图像形成装置。
本发明能够用于具有脉冲板和旋转检测传感器、且检测定影带或定影辊等被加热旋转体的旋转的旋转检测机构。通过利用本发明，实现了如下的旋转检测机构：其降低具有键状的旋转轴的脉冲板与能够供键状的旋转轴***的支架之间的滑动负载，由此能够防止产生旋转检测不良。

Claims (7)

1.一种旋转检测机构，其包括：
脉冲板，在外周面形成有遮光部；
光学式传感器，包括检测部，所述检测部检测所述脉冲板的遮光部对光路的开放或遮断；以及
支架，具有轴承孔，所述轴承孔将所述脉冲板的旋转轴支承为能够旋转，
所述旋转检测机构的特征在于，
还包括输入齿轮，所述输入齿轮向所述旋转轴输入旋转驱动力，
所述旋转轴为从轴向观察时在外周面形成有凸部的键状，
在所述轴承孔的内周面形成有***所述旋转轴时供所述凸部通过的槽部，且所述轴承孔从轴向观察时的形状为圆形。
2.根据权利要求1所述的旋转检测机构，其特征在于，所述槽部形成为从所述轴承孔的一端缘至另一端缘弯曲成曲柄状。
3.根据权利要求1或2所述的旋转检测机构，其特征在于，所述旋转轴由树脂成型为剖面椭圆形。
4.根据权利要求1或2所述的旋转检测机构，其特征在于，所述输入齿轮形成有与所述凸部卡合的卡合槽，所述卡合槽在所述输入齿轮的周向上的尺寸比所述凸部更大，所述输入齿轮带有规定的旋转晃动与所述旋转轴卡合。
5.一种定影装置，其特征在于，包括：
被加热旋转体，由加热机构加热；
加压部件，与所述被加热旋转体压力接触而形成定影夹缝部；以及
权利要求1至4中任意一项所述的旋转检测机构，检测所述被加热旋转体是否旋转，
使转印有调色剂像的记录介质经过所述定影夹缝部而对转印到记录介质上的调色剂像进行定影处理。
6.一种图像形成装置，其特征在于，包括权利要求5所述的定影装置。
7.一种定影装置，其特征在于，包括：
被加热旋转体，由加热机构加热；
加压部件，与所述被加热旋转体压力接触而形成定影夹缝部；以及
权利要求4所述的旋转检测机构，检测所述被加热旋转体是否旋转，
使转印有调色剂像的记录介质经过所述定影夹缝部而对转印到记录介质上的调色剂像进行定影处理，
所述旋转轴与所述输入齿轮之间的旋转晃动的角度比向所述被加热旋转体输入旋转驱动力的驱动输入齿轮发生齿轮错位时的所述脉冲板的旋转角度更大。
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