JP2004085652A - 定着ローラへの歯車類の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の定着装置に用いられる定着ローラに歯車を嵌合して固定する取付構造において、肉厚の薄い定着ローラでも、定着ローラを変形させることなく歯車類の取付が可能な定着ローラへの歯車類の取付構造を提供する。
【解決手段】定着ローラ１００に係止部として係止孔１０１を形成し、歯車１１０には雌ネジ孔からなる係止部１１２を形成する。歯車１１０と定着ローラ１００とは結合部材１２０で結合する。結合部材１２０は係止孔１０１に突起１２３を嵌合することで定着ローラ１００と結合し、通し孔１２２にビス１３０を通して雌ネジ孔からなる係止部１１２に螺合することで、歯車１１０と結合する。定着ローラ１００には端面から溝を形成したり、Ｃリング用の細溝を形成する必要がないので、薄肉化しても変形しにくくなる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の定着装置に用いられている定着ローラに関し、特に定着ローラに歯車類を取り付ける取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、画像形成装置の主要部における構成を示す図である。感光体ドラム１１は、帯電装置１２によりその表面が帯電され、図示しない光学系から原稿画像の照射を受け、感光体ドラム１１の表面に原稿画像の静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置１３でトナーを吸着して顕像化され、トナー像となる。トナー像が転写部１４に達すると、転写紙が送り込まれてトナー像が転写紙に転写される。転写紙は、転写部１４で感光体ドラム１１に密着するが、次の分離部１５で感光体ドラム１１から分離され、搬送機構１６により搬送経路１８に沿って搬送され、定着装置２０に送り込まれる。転写紙を分離した後の感光体ドラム１１は、クリーニング部１７で表面に残留しているトナーが取り除かれ、次のコピーに備えることになる。
【０００３】
定着装置２０は、加熱ヒータ２３を内蔵する定着ローラ２１と、これに圧着されるよう設けられた加圧ローラ２２とを有する。転写紙は、トナー像が定着ローラ２１に接する向きで、定着ローラ２１と加圧ローラ２２のニップ部に送り込まれる。
【０００４】
定着ローラ２１は、例えばフッ素樹脂からなる被覆層を外周表面に形成した薄肉の中空円筒からなり、この薄肉の芯金の内部にハロゲンランプなどの加熱ヒータ２３が収容されている。加圧ローラ２２は、弾性体よりなる被覆層を芯金の外周表面に形成したものである。被覆層には、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの各種軟質ゴムが使用されている。定着ローラ２１や加圧ローラ２２の芯金としては、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金が使用されている。
【０００５】
ヒートローラ式定着装置２０に入った転写紙は、定着ローラ２１と加圧ローラ２２とのニップ部で圧着され、定着ローラ２１に圧接したトナーが溶融して転写紙上に定着する。
【０００６】
近年、このような画像形成装置では、機器使用時の利便性の向上が望まれている。特に、ユーザの利便性から、ウォームアップ時間の短縮は必須の要件とも言える。これに対し、定着ローラの加熱ヒータを大容量化する方法が考えられる。特に高速機では、定着率の安定性から加熱ヒータに消費電力の大きいハロゲンランプなどを使用することが望ましい。
【０００７】
しかし、画像形成装置には、上記のヒータ以外にも、駆動モータをはじめ幾つかのモータや光源としてのランプ、液晶パネル、帯電器、冷却用ファン等々の負荷を使用しており、これらによっても電力が消費され、合計としてはかなり大きな消費電力となっている。そのため、消費電力を大きくすることは極力回避したい。
【０００８】
そこで、次の対策として、定着ローラの肉厚を薄くする方法が考えられる。肉厚を薄くすることで、熱容量を減じ、ハロゲンランプ点灯後短時間で定着温度に達することができる。たとえば、従来２．０〜１．５ｍｍであった肉厚を、１．０ｍｍまで薄肉化することが望まれる。
【０００９】
ところで、定着ローラは、歯車類によって回転駆動されるが、定着ローラに歯車類を固定する取付構造は、従来、図５のような構造であった。図５に示すように、定着ローラ２１には、薄肉の芯金をその端部から切り欠いた溝２１ａが形成される。一方、この定着ローラ２１に固定される歯車２５は、中心孔２５ａに突起２５ｂを有する。この突起２５ｂを溝２１ａ内に入るように向きを合わせて定着ローラ２１に歯車２５を嵌合する。溝２１ａの奥に突起２５ｂが当たると、歯車２５はそれ以上奥には進めず、位置決めがされることになる。
【００１０】
定着ローラ２１の先端近くには、Ｃリング２６用の細溝２１ｂが穿設されている。歯車２５が溝２１ａの奥の停止位置に達すると、細溝２１ｂが歯車の反対側に露出するようになっている。Ｃリング２６を専用の工具で拡げて定着ローラ２１に挿入し、細溝２１ｂの上で工具に加えた力を取り去れば、Ｃリング２６の孔は縮小して細溝２１ｂ内に落ち込み、Ｃリング２６は軸方向の位置が固定される。このときＣリング２６と歯車２５との間の隙間を所定の値以下になるようにすることで、歯車２５を定着ローラ２１に固定することができる。固定後は、歯車２５が回転すれば、定着ローラ２１も一体となって回転することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定着ローラ２１を薄肉化すると、次のような問題が起こる。
１）定着ローラ２１の薄肉化でローラの強度が弱くなるが、定着ローラ２１の端面から溝２１ａを穿設しているので、溝２１ａで駆動力を受けると、溝２１ａが経時的に変形してしまうおそれがある。この変形が生じない程度に抑えるために、肉厚の薄肉化に限度がある。これに対し、変形しない程度の駆動力しか入力しないようにすれば、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間のニップ条件に制約が生じることになる。
【００１２】
２）薄肉の定着ローラ２１に溝２１ａを形成するには、切削加工することになるが、肉厚が薄いことから、切削加工中に、定着ローラ２１の端部が変形し易く、所望の加工精度が得られない。
【００１３】
３）歯車２５の抜止にＣリング２６を用いているが、定着ローラ２１を薄肉化すると、Ｃリング用の細溝２１ｂの深さを確保するための肉厚の確保が困難になる。また、細溝２１ｂの加工も困難になる。
【００１４】
本発明は、このような事実から考えられたもので、肉厚の薄い定着ローラでも、変形させることなく歯車類の取付が可能な定着ローラへの歯車類の取付構造を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、画像形成装置の定着装置に用いられる定着ローラに歯車類を嵌合して固定する取付構造において、上記定着ローラと上記歯車類とにそれぞれ係止部を形成するとともに、両係止部に係止する結合部材を設け、該結合部材により上記歯車類を上記定着ローラに固定することを特徴としている。上記定着ローラの係止部が定着ローラの端面から離反した位置に穿設された係止凹部であり、上記結合部材には上記係止凹部に嵌合する突起が形成されている構成とすることができる。係止凹部として、薄肉円筒の定着ローラの芯金に係止孔を形成してもよい。
【００１６】
又は、画像形成装置の定着装置に用いられる定着ローラに歯車類を嵌合して固定する取付構造において、上記定着ローラに係止凹部を形成し、上記歯車類に係止部を形成するとともに、係止凹部と係止部に同時に係止する結合部材を設け、該結合部材に、上記歯車類と定着ローラとの間に進入する差込部を形成するとともに、該差込部に上記係止凹部に嵌合する突起を形成し、上記差込部が進入可能な幅で差込部の厚さと突起の高さとの和以上の深さを持った深溝を上記歯車類の中心孔の外側に形成するとともに該深溝に隣接して上記差込部の厚さとほぼ同じ深さの浅溝を形成し、該浅溝内に差込部が収容されたとき上記歯車類の係止部が上記結合部材と係止可能にしたことを特徴としている。
【００１７】
上記歯車類の係止部が上記浅溝に形成された係止溝である構成としたり、上記結合部材が、定着ローラの円周方向に延びる翼部を有する構成としたり、上記歯車類の係止部が、複数箇所に形成された構成とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第１実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立後の定着ローラを軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図である。同図において、定着ローラ１００は、従来例で説明した定着ローラ２１と同じ材質であり、フッ素樹脂のコーティングもされている薄肉で中空の円筒である。定着ローラ１００には、１８０゜間隔で係止部として２つの係止孔１０１が芯金を貫通して穿設されている。
【００１９】
歯車類としての歯車１１０は平歯車で、中央に定着ローラ１００が挿入される中心孔１１１が穿設されている。周辺には３つ１組で２組、計６つの雌ネジ孔からなる係止部１１２が穿設されている。
【００２０】
結合部材１２０は、定着ローラ１００の外周に沿って延びる翼部１２１，１２１を有し、中央と両側の翼部１２１，１２１の先端近くとに３つの通し孔１２２が穿設されている。また、中央の下部には突起１２３が設けられている。この結合部材１２０は、金属板を打ち抜いて作成したり、合成樹脂を成型して作成することができる。
【００２１】
定着ローラ１００に歯車類としての歯車１１０を固定する方法は、次の通りである。まず、定着ローラ１００を歯車１１０の中心孔１１１に挿通し、係止孔１０１が歯車１１０の反対側に出るようにする。結合部材１２０の突起１２３を一方の係止孔１０１に入れ、歯車１１０の３つの係止部１１２に結合部材１２０の３つの通し孔１２２を重ね、ビス１３０を挿通し、各係止部１１２の雌ネジ孔に螺合して締め付ける。以上により歯車１１０は定着ローラ１００に固定される。
【００２２】
ビス１３０で締め付けるので、結合部材１２０は板状の一方の面を歯車１１０の一方の側面に押し付けた状態で固定される。したがって、結合部材１２０は面接触により歯車１１０を保持することになり、歯車１１０は安定した状態で回転することができる。
【００２３】
また、本発明では、係止孔１０１が従来例の溝２１ａのように定着ローラ１００の端部に開口していないので、係止孔１０１を貫通孔として穿設しても定着ローラ１００の強度を低下させることがない。また、穿設する際の加工圧を受けても、定着ローラ１００が変形することもない。
【００２４】
結合部材１２０は、中央の通し孔１２２の周辺部だけあればよく、両側の翼部１２１，１２１とこれらの先端の通し孔１２２は必須ではない。しかし、翼部１２１，１２１を設けることで、結合部材１２０の取り付け作業がやりやすくなるという効果がある。また、歯車１１０との接触面が増えるのでより安定する。
【００２５】
また、定着ローラ１００の係止部は、芯金部分を貫通した係止孔１０１となっているが、これに限定されるものではない。たとえば、貫通しない穴のような係止凹部でもよい。さらに、孔や凹部とは逆に、突起として形成してもよい。係止部を突起とした場合には、結合部材１２０の突起１２３は、これと嵌合する凹部又は孔とすることになる。
【００２６】
定着ローラ１００に２つの係止孔１０１を設け、歯車１１０に２組の係止部１１２を設けたので、実際の画像形成装置を組み立てる時には、どちらか取り付け易い方を選んで結合部材１２０を取り付けることができ、組立作業が容易になる。
【００２７】
なお、本発明の実施例では、歯車類として歯車１１０を例示しているが、歯車に限定されるものではない。平プーリやタイミングベルト用のプーリ、チェーンのスプロケットなど、定着ローラ１００に回転を与えることができるものであれば、全てに適用可能な取り付け構造である。
【００２８】
図２は、本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第２実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は歯車を定着ローラの軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図、（ｄ）は結合部材の縦断面図である。定着ローラ１００と係止部又は係止凹部としての係止孔１０１は第１実施例と同じである。歯車２１０は、中心孔２１１の外側に深溝２１２と、浅溝２１３とを隣接して形成している。そして、浅溝２１３には、係止部としての係止溝２１４を穿設している。
【００２９】
結合部材２２０は金属製又は合成樹脂製で、垂直部２２１の下部に垂直部２２１と直角方向に延びる差込部２２２があり、差込部２２２のほぼ中央下に突起２２３が形成されている。垂直部２２１の中央には雌ネジ孔２２４が穿設されている。この結合部材２２０には図１の第１実施例にはあった翼部１２１がないことも特徴となっている。
【００３０】
深溝２１２の幅は、差込部２２２が容易に出入りできるように、差込部２２２の幅よりごく僅かだけ大きくなっている。深溝２１２の深さＨは、結合部材２２０の差込部２２２の厚さと突起の高さとの和ｈより浅くならないように（Ｈ≧ｈ）穿設されている。浅溝２１３の深さＴは、差込部２２２の厚さｔとほぼ一致している。浅溝２１３の幅は、差込部２２２を安定して支持できればよく、差込部２２２と同じ幅にする必要はない。
【００３１】
次に、図２の歯車２１０を定着ローラ１００に固定する方法を説明する。まず、歯車２１０の中心孔２１１に定着ローラ１００を挿入し、係止孔１０１が歯車２１０の反対側に達するまで押し込む。次に、結合部材２２０を持ち、突起２２３の下端を定着ローラ１００の表面に押し当て、差込部２２２を定着ローラ１００と平行に保つ。そして、歯車２１０を回転・移動して深溝２１２の正面に結合部材２２０の差込部２２２の先端を対向させ、歯車２１０の深溝２１２に差込部２２２を挿入する。挿入した状態で歯車２１０を回すと、結合部材２２０も一緒に回ることになる。そこで、歯車２１０を回したり軸方向に移動したりして差込部２２２の下の突起２２３を係止孔１０１まで移動して落とし込む。突起２２３が係止孔１０１に落とし込まれると、差込部２２２の下面は定着ローラ１００の表面に接触する。この状態で歯車２１０を図２（ａ）の矢印に示すように反時計方向に若干回転する。すると、差込部２２２は深溝２１２から浅溝２１３内に移動する。そこで、雌ネジ孔２２４と係止溝２１４とを重ね合わせ、ビス２３０を雌ネジ孔２２４に螺合し、ビス２３０の先端を係止溝２１４内に進入させる。係止溝２１４の幅はビス２３０の径とガタツキなく嵌合するように形成されているので、歯車２１０は定着ローラ１００にしっかりと固定されることになる。
【００３２】
この実施例では差込部２２２があるので、この差込部２２２と垂直部２２１との２面で歯車２１０を支持することになり、安定した支持ができることになる。なお、深溝２１２、浅溝２１３及び係止溝２１４を、１８０゜反対側にも形成しているのは、図１の実施例で説明したのと同じ理由からである。
【００３３】
図３は、本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第３実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は歯車を定着ローラの軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図である。
【００３４】
この第３実施例は、基本的には図２の実施例の変形例である。定着ローラ１００と係止孔１０１は図２の実施例と同じである。歯車３１０は、中心孔３１１の外側に深溝３１２と、浅溝３１３とを隣接して形成しており、これら深溝３１２と浅溝３１３の深さ、幅は第２実施例と同じである。ただし、係止部３１４は、浅溝３１３に連通した溝ではなく、浅溝３１３とは独立した雌ネジ孔となっている。
【００３５】
結合部材３２０は、第２実施例と同じく垂直部３２１の下端に差込部３２２があり、この差込部３２２の中央下には突起３２３が形成されている。垂直部３２１は両側に定着ローラ１００の円周方向に延びる翼部３２１ａを有し、垂直部３２１の中央には通し孔３２４が穿設されているが、両翼部３２１ａの先端には通し孔を設けていない。しかし、第１実施例のように翼部３２１ａの先端近傍に通し孔を設け、歯車３１０に対応する雌ネジ孔を穿設してもよいことは言うまでもない。組立の仕方は第２実施例と同様であるが、結合部材３２０に翼部３２１ａを設けているので、結合部材３２０の取り付けが容易にできるようになった。
【００３６】
なお、図示は省略するが、差込部３２２を延長して延長部を垂直部３２１と平行に折り曲げ、歯車３１０を両側から挟持するようにしてもよい。ただし、その場合、深溝３１２の深さを、折り曲げた延長部が通過できる程度に深くすることが必要になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、定着ローラに歯車類を嵌合して固定する取付構造において、定着ローラと歯車類とにそれぞれ係止部を形成するとともに、両係止部に係止する結合部材を設け、該結合部材により上記歯車類を上記定着ローラに固定するので、定着ローラの薄肉の芯金に変形等の負担を掛けることなく歯車類を固定することができる。したがって、従来以上の薄肉化が可能になった。
【００３８】
また、定着ローラに係止穴を形成し、歯車類に係止部を形成するとともに、係止穴と係止部に同時に係止する結合部材を設け、該結合部材に、上記歯車類と定着ローラとの間に進入する差込部を形成するとともに、該差込部に上記係止穴に嵌合する突起を形成し、上記差込部が進入可能な幅で差込部の厚さと突起の高さとの和以上の深さを持った深溝を上記歯車類の中心孔の外側に形成するとともに該深溝に隣接して上記差込部の厚さとほぼ同じ深さの浅溝を形成し、該浅溝内に差込部が収容されたとき上記歯車類の係止部が上記結合部材と係止可能な構成とすれば、上記の効果に加えて、歯車類を差込部でも支持することができるようになり、歯車類の支持を安定させることができる。
【００３９】
結合部材が、定着ローラの円周方向に延びる翼部を有する構成とすれば、結合部材の取り付け作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第１実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立後の定着ローラを軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図である。
【図２】本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第２実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は歯車を定着ローラの軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図、（ｄ）は結合部材の縦断面図である。
【図３】本発明の定着ローラへの歯車類の取付構造の第３実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は歯車を定着ローラの軸方向から見た図、（ｃ）は組立後の縦断面図である。
【図４】画像形成装置の主要部における構成を示す図である。
【図５】定着ローラに歯車類を固定する取付構造の従来例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立後の縦断面図である。
【符号の説明】
２０　　定着装置
１００　定着ローラ
１０１　係止孔（定着ローラの係止部又は係止凹部）
１１０，２１０，３１０　　歯車（歯車類）
１１２，３１４　　（歯車類の）係止部
１２０，２２０，３２０　　結合部材
１２３，２２３，３２３　　突起
２２２，３２２　　差込部
２１２，３１２　　深溝
２１３，３１３　　浅溝
２１４　　係止溝（歯車類の係止部）

Claims (6)

1. 画像形成装置の定着装置に用いられる定着ローラに歯車類を嵌合して固定する取付構造において、
   上記定着ローラと上記歯車類とにそれぞれ係止部を形成するとともに、両係止部に係止する結合部材を設け、該結合部材により上記歯車類を上記定着ローラに固定することを特徴とする定着ローラへの歯車類の取付構造。
2. 上記定着ローラの係止部が定着ローラの端面から離反した位置に穿設された係止凹部であり、上記結合部材には上記係止凹部に嵌合する突起が形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着ローラへの歯車類の取付構造。
3. 画像形成装置の定着装置に用いられる定着ローラに歯車類を嵌合して固定する取付構造において、
   上記定着ローラに係止凹部を形成し、上記歯車類に係止部を形成するとともに、係止凹部と係止部に同時に係止する結合部材を設け、該結合部材に、上記歯車類と定着ローラとの間に進入する差込部を形成するとともに、該差込部に上記係止凹部に嵌合する突起を形成し、上記差込部が進入可能な幅で差込部の厚さと突起の高さとの和以上の深さを持った深溝を上記歯車類の中心孔の外側に形成するとともに該深溝に隣接して上記差込部の厚さとほぼ同じ深さの浅溝を形成し、該浅溝内に差込部が収容されたとき上記歯車類の係止部が上記結合部材と係止可能にしたことを特徴とする定着ローラへの歯車類の取付構造。
4. 上記歯車類の係止部が上記浅溝に形成された係止溝であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着ローラへの歯車類の取付構造。
5. 上記結合部材が、定着ローラの円周方向に延びる翼部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着ローラへの歯車類の取付構造。
6. 上記歯車類の係止部が、複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着ローラへの歯車類の取付構造。

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