JP2006039433A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストの上昇およびギヤの取付作業の困難化を生じることなく、円筒状部材からのギヤの脱落を防止することができる、画像形成装置を提供すること。
【解決手段】金属素管64の長手方向一端部に、その端縁から鉤状の切り込み68を入れることによって係合片69と、略U字状に切り欠くことによって凹部71とを形成し、一方、ローラ駆動ギヤ65の内周面に、凹部71と係合する凸部75を形成する。金属素管64とローラ駆動ギヤ65とを、各凹部71と各凸部75とが対向するように位置合わせして、金属素管64の長手方向一端部をローラ駆動ギヤ65の内周面に差し込み、各凹部71と各凸部75とを係合させた後、各係合片69を、金属素管64の軸線方向に延びる折目Fがつくように、金属素管64の径方向外側に向けて折り曲げて、各係合片69をギヤ部73の内周面の各段差79に係止させる。
【選択図】 図5

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
レーザプリンタなどの画像形成装置は、感光ドラムおよびこれに対向配置される転写ローラと、これらの用紙搬送方向下流側に、互いに対向配置される加熱ローラおよび加圧ローラとを備えている。感光ドラムには、画像データに基づくトナー像が担持され、この感光ドラムに担持されたトナー像は、転写ローラへの転写バイアスの印加によって、感光ドラムと転写ローラとの間を通過する用紙に転写される。その後、トナー像が転写された用紙は、加熱ローラと加圧ローラとの間を通過し、このとき加熱ローラによる加熱および加圧ローラによる加圧を受ける。これによって、トナー像が用紙に定着し、用紙への画像の形成が達成される。
このような画像形成装置では、感光ドラムや加熱ローラの軸方向端部に、これらを回転させるためのギヤが設けられており、そのギヤに入力される駆動力によって、感光ドラムや加熱ローラがギヤと一体的に回転する。そのため、ギヤは、感光ドラムや加熱ローラに対して相対回転不能に取り付けられている。
たとえば、感光ドラムにおいて、アルミニウム管からなる円筒の端部にギヤを嵌め込み、その円筒の端部を、軸方向と直交する方向(周方向)に沿った折目がつくように内側に折り曲げて、ギヤの外周に形成されている凹部に係合させることによって、ギヤを円筒に対して相対回転不能に取り付ける構成が知られている(たとえば、特許文献1参照。)。
特開平6−250576号公報
しかし、特許文献1に記載の構成では、円筒の端部が周方向に沿った折目がつくように折り曲げられているので、ギヤに対して円筒の軸線方向外方へ向かう力が加わると、その折り曲げ部分が伸び、円筒の端部とギヤとの係合状態が解除されて、ギヤが円筒から抜けて脱落してしまうという不具合がある。
このようなギヤの脱落を防止するためには、円筒の肉厚を厚くしたり、円筒を硬度の高い金属材料で形成したりすることによって、ギヤに対して、そのような力が加わっても、円筒の端部の折り曲げ部分が伸びないようにする必要がある。ところが、円筒の肉厚を厚くしたり、円筒を硬度の高い金属材料で形成したりすると、コストの上昇を生じ、また、ギヤの取付時に円筒の端部を折り曲げる作業が困難になる。
そこで、本発明の目的は、コストの上昇およびギヤの取付作業の困難化を生じることなく、円筒状部材からのギヤの脱落を防止することができる、画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、金属材料からなる円筒状部材と、前記円筒状部材の端部に取り付けられたギヤとを備える画像形成装置において、前記円筒状部材は、その一部に切り込みを入れて形成され、周方向に交差する方向に延びる折目がつくように折り曲げられ、前記ギヤと係合して、前記ギヤの脱落を防止するための係合片を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、ギヤと係合する係合片が、円筒状部材の周方向に交差する方向に延びる折目がつくように折り曲げられている。そのため、ギヤに対して円筒状部材の軸線方向の外方へ向かう力が加わっても、係合片の折り曲げ部分が伸びないので、係合片とギヤとの係合状態を維持することができる。その結果、円筒状部材の肉厚を厚くする構成や円筒状部材を高硬度な金属材料で形成する構成とは異なり、コストの上昇およびギヤの取付作業の困難化を生じることなく、円筒状部材からのギヤの脱落を防止することができる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記係合片は、前記円筒状部材の軸線方向と平行に延びる折目がつくように折り曲げられていることを特徴としている。
このような構成によると、ギヤに対して円筒状部材の軸線方向の外方へ向かう力が加わったときに、係合片が伸びることを確実に防止することができる。そのため、円筒状部材からのギヤの脱落を確実に防止することができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記係合片は、前記円筒状部材の前記ギヤが取り付けられる側の端縁から切り込みを入れて形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、係合片の一辺が円筒状部材の端縁によって形成されるので、係合片の形成にかかる手間を軽減することができる。
また、係合片が円筒状部材の端部に設けられるので、その係合片が係合するギヤの軸線方向の寸法を最小限に設定することができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記切り込みは、鉤状に形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、円筒状部材の端縁から鉤状の切り込みを入れることによって、係合片を容易に形成することができるので、係合片の形成にかかる手間を一層軽減することができる。また、係合片のギヤに対する係合をより確実なものとすることができる。
また、請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記係合片は、前記円筒状部材の軸線方向に対して傾斜する傾斜端面を有し、この傾斜端面が前記ギヤに係止されて、前記ギヤと係合することを特徴としている。
このような構成によると、円筒状部材の軸線方向における係合片とギヤとの位置関係にばらつきがあっても、係合片の傾斜端面をギヤに確実に係止させることができる。そのため、ギヤと円筒状部材とのがたつきを防止することができる。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の発明において、前記係合片は、前記円筒状部材の径方向外側へ折り曲げられていることを特徴としている。
係合片が複数備えられている場合に、各係合片が円筒状部材の径方向内側に折り曲げられて、各係合片とギヤとが係合される構成では、各係合片とギヤとの係合位置の間隔が狭くなる。しかし、このような構成によると、各係合片が円筒状部材の径方向外側に折り曲げられているので、各係合片とギヤとの係合位置の間隔を広くとることができる。そのため、係合片が円筒状部材の径方向内側に折り曲げられる構成よりも、ギヤと円筒状部材とのがたつきを小さくすることができる。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の発明において、前記ギヤは、前記円筒状部材の端部の開口を覆うように形成された蓋部を備え、前記蓋部には、前記係合片と前記円筒状部材の軸線方向に対向する位置に、前記円筒状部材の内外を連通する連通孔が形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、蓋部が備えられているので、円筒状部材内に異物が入ることを防止することができる。また、その蓋部の係合片と円筒状部材の軸線方向に対向する位置に連通孔が形成されているので、この連通孔を介して、係合片を折り曲げることができる。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記蓋部には、前記連通孔に対して前記円筒状部材の径方向内側に、前記円筒状部材内に配置される内挿部材を挿入するための挿入口が形成され、前記挿入口の周囲に沿ってリブが形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、挿入口を介して、円筒状部材内に内挿部材を挿入することができる。また、挿入口の周囲に形成されているリブによって、蓋部の強度を確保することができる。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の発明において、前記ギヤは、前記円筒状部材の端部に対して前記円筒状部材の径方向内方へ向けて突出する凸部を備えており、前記円筒状部材は、前記ギヤが取り付けられる側の端部を切り欠いて形成され、前記凸部と係合する凹部を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、ギヤに備えられている凸部と円筒状部材に備えられている凹部とが係合することによって、ギヤを円筒状部材に対して回転方向に固定することができ、ギヤの回転力を円筒状部材に伝達することができる。そのため、円筒状部材の回転時に、係合片にかかる負荷を軽減することができる。
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記凸部は、前記円筒状部材の軸線方向と直交する平面において、前記凹部から前記円筒状部材の回転方向下流側に延びる前記円筒状部材の接線に対して鋭角をなして傾斜する方向に突出していることを特徴としている。
このような構成によると、ギヤから円筒状部材への回転力の伝達時に、凸部から凹部に与える力の方向を、凹部における円筒状部材の接線よりも外側に向けることができる。そのため、ギヤの回転力を円筒状部材に安定して伝達することができる。また、凸部がストレスによってギヤの回転方向上流側に折れることを防止することができ、ギヤの耐久性を向上させることができる。
また、請求項11に記載の発明は、請求項9または10に記載の発明において、前記係合片は、前記凹部に連続する切り込みを入れて形成され、前記凹部に隣接して設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、円筒状部材の端部に凹部を形成する工程と同じ工程で、その円筒状部材の端部に係合片を形成することができる。そのため、円筒状部材の加工に要する工程数を低減することができる。
また、請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の発明において、前記凹部は、前記係合片に対して前記円筒状部材の回転方向下流側に隣接して設けられていることを特徴としている。
このような構成によると、ギヤから円筒状部材に伝達される回転力を、凹部で集中して受けることができる。そのため、円筒状部材の回転時に、係合片にかかる負荷をより軽減することができる。
また、請求項13に記載の発明は、請求項9または10に記載の発明において、前記係合片は、前記円筒状部材の軸線に対して対称な係合片形成位置にそれぞれ設けられており、前記凹部は、前記円筒状部材の軸線に対して対称な凹部形成位置にそれぞれ設けられており、各前記係合片形成位置を通る直線と各前記凹部形成位置を通る直線とは直交することを特徴としている。
このような構成によると、少なくとも2つの係合片と少なくとも2つの凹部とにおいて、円筒状部材とギヤとが係合し、その少なくとも4つの係合位置が円筒状部材の軸線を中心として等角度間隔に配置されるので、円筒状部材とギヤとを安定して係合させることができる。
また、請求項14に記載の発明は、請求項1ないし13のいずれかに記載の発明において、前記円筒状部材は、記録媒体に形成された現像剤像を加熱して定着させるための加熱ローラであることを特徴としている。
このような構成によると、加熱ローラは、画像形成時に加熱されて変形しやすい状態になるが、そのような状態において、ギヤに対して加熱ローラの軸線方向の外方へ向かう力が加わっても、係合片の折り曲げ部分が伸びないので、係合片とギヤとの係合状態を維持することができる。そのため、加熱ローラからのギヤの脱落を防止することができる。
請求項1に記載の発明によれば、コストの上昇およびギヤの取付作業の困難化を生じることなく、円筒状部材からのギヤの脱落を防止することができる。
請求項2に記載の発明によれば、円筒状部材からのギヤの脱落を確実に防止することができる。
請求項3に記載の発明によれば、係合片の形成にかかる手間を軽減することができる。また、ギヤの軸線方向の寸法を最小限に設定することができる。
請求項4に記載の発明によれば、係合片の形成にかかる手間を一層軽減することができる。また、係合片のギヤに対する係合をより確実なものとすることができる。
請求項5に記載の発明によれば、ギヤと円筒状部材とのがたつきを防止することができる。
請求項6に記載の発明によれば、ギヤと円筒状部材とのがたつきを小さくすることができる。
請求項7に記載の発明によれば、蓋部によって円筒状部材内に異物が入ることを防止することができながら、その蓋部が係合片を折り曲げるときの妨げになることを防止することができる。
請求項8に記載の発明によれば、円筒状部材内に内挿部材を挿入することができながら、蓋部の強度を確保することができる。
請求項9に記載の発明によれば、円筒状部材の回転時に、係合片にかかる負荷を軽減することができる。
請求項10に記載の発明によれば、ギヤの回転力を円筒状部材に安定して伝達することができながら、ギヤの耐久性を向上させることができる。
請求項11に記載の発明によれば、円筒状部材の加工に要する工程数を低減することができる。
請求項12に記載の発明によれば、円筒状部材の回転時に、係合片にかかる負荷をより軽減することができる。
請求項13に記載の発明によれば、円筒状部材とギヤとを安定して係合させることができる。
請求項14に記載の発明によれば、加熱ローラからのギヤの脱落を防止することができる。
図1および図2は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。このレーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、記録媒体としての用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、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などを備えている。
本体ケーシング2において、一方側の側壁には、後述するプロセスカートリッジ18を着脱するための着脱開口部6が形成されており、その着脱開口部6を開閉するためのフロントカバー7が設けられている。
このフロントカバー7は、その下端部に挿通された図示しないカバー軸に回動自在に支持されている。これによって、フロントカバー7をカバー軸を中心として閉じると、図1に示すように、フロントカバー7によって着脱開口部6が閉鎖され、フロントカバー7をカバー軸を支点として開くと(傾倒させると)、図2に示すように、着脱開口部6が開放され、この着脱開口部6から、プロセスカートリッジ18を本体ケーシング2に対して着脱させることができる。
なお、以下では、このレーザプリンタ1およびプロセスカートリッジ18(後述する現像カートリッジ26を含む。)において、フロントカバー7が設けられる側を「前側」とし、その反対側を「後側」とする。
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ8と、給紙トレイ8の前端部の上方に設けられる給紙ローラ9および分離パッド10と、給紙ローラ9の後側に設けられるピックアップローラ11と、給紙ローラ9の前側下方において対向配置されるピンチローラ12と、給紙ローラ9の後側上方に設けられるレジストローラ13とを備えている。
給紙トレイ8の内部には、用紙3を積層状に載置可能な用紙押圧板14が備えられている。この用紙押圧板14は、後端部において揺動可能に支持されることによって、前端部が上下方向に移動可能にされている。
また、給紙トレイ8の前端部には、用紙押圧板14の前端部を上方に持ち上げるためのレバー15が設けられている。このレバー15は、用紙押圧板14の前側から下側へ回り込むように断面略L字状に形成されており、その上端部が、給紙トレイ8の前端部に設けられたレバー軸16に取り付けられ、その後端部が、用紙押圧板14の下面の前端部に当接している。これによって、レバー軸16に図中時計回りの回転駆動力が入力されると、レバー15がレバー軸16を支点として回転し、レバー15の後端部が用紙押圧板14の前端部を持ち上げる。
用紙押圧板14の前端部が持ち上げられると、用紙押圧板14上の最上位にある用紙3は、ピックアップローラ11に押圧され、そのピックアップローラ11の回転によって、給紙ローラ9と分離パッド10との間に向けて搬送開始される。
一方、給紙トレイ8を本体ケーシング2から離脱させると、用紙押圧板14は、その自重によって、前端部が下方に移動し、給紙トレイ8の底面に沿った状態になる。この状態で、用紙押圧板14上に用紙3を積層状に載置することができる。
ピックアップローラ11によって給紙ローラ9と分離パッド10との間に向けて送り出された用紙3は、給紙ローラ9の回転によって、給紙ローラ9と分離パッド10との間に挟まれたときに、確実に1枚ごとに捌かれて給紙される。給紙された用紙3は、給紙ローラ9とピンチローラ12との間を通り、レジストローラ13に搬送される。
レジストローラ13は、互いに対向する1対のローラから構成され、用紙3を、レジスト後に、画像形成部5の転写位置(後述する感光ドラム28と転写ローラ30との間のニップ位置であって、感光ドラム28上のトナー像を用紙3に転写する位置)に向けて搬送する。
画像形成部5は、スキャナ部17、プロセスカートリッジ18、定着部19などを備えている。
スキャナ部17は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、図示しないレーザ光源、回転駆動されるポリゴンミラー20、fθレンズ21、反射鏡22、レンズ23および反射鏡24などを備えている。レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー20で偏向されて、fθレンズ21を通過した後、反射鏡22によって光路が折り返され、さらにレンズ23を通過した後、反射鏡24によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ18の後述する感光ドラム28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18は、スキャナ部17の下方において、本体ケーシング2に対して着脱可能に装着されている。このプロセスカートリッジ18は、ドラムカートリッジ25と、ドラムカートリッジ25に対して着脱可能に装着される現像カートリッジ26とを備えている。
ドラムカートリッジ25は、それぞれ前後方向に延び、その前後方向に直交する方向(以下、単に「幅方向」という。)において互いに対向配置された1対の側板27間において、前側に、現像カートリッジ26が装着され、その後側に、感光ドラム28、スコロトロン型帯電器29、転写ローラ30およびクリーニングブラシ31を備えている。
感光ドラム28は、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成される円筒形状のドラム本体32と、このドラム本体32の軸心において、ドラム本体32の長手方向に沿って延びる金属製のドラム軸33とを備えている。ドラム軸33がドラムカートリッジ25の両側板27に回転不能に支持され、このドラム軸33に対してドラム本体32が回転可能に支持されることにより、感光ドラム28は、両側板27間において、ドラム軸33を中心に回転可能に設けられている。
スコロトロン型帯電器29は、感光ドラム28の後側斜め上方において、感光ドラム28と接触しないように、間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器29は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム28の表面を一様に正極性に帯電させることができるように設けられている。
転写ローラ30は、ドラムカートリッジ25の両側板27に回転自在に支持されており、感光ドラム28と上下方向において下側から対向して接触し、感光ドラム28との間にニップを形成するように配置されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸34を、導電性のゴム材料からなるローラ35で被覆することにより構成されている。転写ローラ30には、転写時に転写バイアスが印加される。
クリーニングブラシ31は、感光ドラム28の後方において、ブラシの先端が感光ドラム28のドラム本体32の表面に接触する状態で配置されている。
現像カートリッジ26は、ドラムカートリッジ25に対して着脱自在に装着されており、後側が開口されたボックス状をなす筐体36と、この筐体36内に設けられる、供給ローラ37、現像ローラ38および層厚規制ブレード39を備えている。この現像カートリッジ26は、本体ケーシング2に対してドラムカートリッジ25と一体的に着脱させることができ、また、ドラムカートリッジ25を本体ケーシング2に装着した状態で、現像カートリッジ26のみを本体ケーシング2に対して着脱させることもできる。
筐体36内には、その上面から下方に向かって突出する仕切板40が幅方向に延びて設けられており、その仕切板40よりも前方の内部空間がトナー収容室41とされ、仕切板40よりも後方の内部空間が現像室42とされている。
トナー収容室41内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが収容されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像形成を達成することができる。
なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合され、また、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約6〜10μm程度である。
また、トナー収容室41内には、このトナー収容室41内のトナーを撹拌するためのアジテータ43が設けられている。アジテータ43は、トナー収容室41の中心部において、幅方向に延びるアジテータ回転軸44に支持されており、このアジテータ回転軸44を支点として、アジテータ43が回転されることによって、トナー収容室41内のトナーは、撹拌され、仕切板40の下方のトナー放出口45から現像室42に向けて放出される。
供給ローラ37は、現像室42内において、前側下方に配置され、筐体36の幅方向に対向する両側板間に回転自在に支持されている。この供給ローラ37は、幅方向に延びる、金属製の供給ローラ軸46と、その供給ローラ軸46の周りを被覆する、導電性の発泡材料からなるスポンジローラ47とを備えている。
現像ローラ38は、現像室42内において、後側下方に配置され、筐体36の幅方向に対向する両側板間に回転自在に支持されている。また、現像ローラ38は、その表面の一部が筐体36から後方に突出して露出するように配置され、現像カートリッジ26がドラムカートリッジ25に装着された状態で、感光ドラム28と前後方向に対向して接触する。この現像ローラ38は、金属製の現像ローラ軸48と、その現像ローラ軸48の周りを被覆する、導電性のゴム材料からなるゴムローラ49とを備えている。ゴムローラ49は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなり、その表面が、フッ素含有ウレタンゴムまたはシリコーンゴムにより被覆されている。また、ゴムローラ49は、供給ローラ37のスポンジローラ47と互いに圧縮されるように接触して配置されている。
層厚規制ブレード39は、金属の板ばね材からなり、その先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧ゴム部材50を備えている。そして、層厚規制ブレード39は、現像ローラ38の上方において筐体36に支持されて、その下端部が、現像ローラ38のゴムローラ49に対して前側から対向し、押圧ゴム部材50が、層厚規制ブレード39の弾性力によってゴムローラ49に圧接される。
そして、アジテータ43の回転によってトナー放出口45から現像室42に放出されるトナーは、供給ローラ37の回転によって、現像ローラ38のゴムローラ49上に供給され、このとき、供給ローラ37のスポンジローラ47と現像ローラ38のゴムローラ49との間で正に摩擦帯電される。ゴムローラ49上に供給されたトナーは、現像ローラ38の回転に伴って、層厚規制ブレード39の押圧ゴム部材50とゴムローラ49との間に進入し、一定厚さの薄層となって、ゴムローラ49上に担持される。
一方、感光ドラム28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17からのレーザビームの高速走査により露光され、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38の回転により、現像ローラ38のゴムローラ49上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム28に対向して接触する時に、感光ドラム28の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム28の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、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28と転写ローラ30とが、それらの間で用紙3を挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム28と転写ローラ30との間を用紙3が搬送されることにより、感光ドラム28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。
なお、転写後に、用紙3との接触によって感光ドラム28の表面に付着した紙粉は、その感光ドラム28の表面が、感光ドラム28の回転に伴って、クリーニングブラシ31のブラシと対向した時に、そのブラシによって除去される。
定着部19は、プロセスカートリッジ18の後側に設けられ、幅方向に延びる定着フレーム51と、この定着フレーム51に回転自在に支持され、上下方向に対向配置される加熱ローラ52および押圧ローラ53とを備えている。
定着フレーム51は、図3に示すように、フレーム本体54と、1対のローラ支持アーム55とを備えている。
フレーム本体54には、長手方向(幅方向)各端部において、下方に向けて突出し、長手方向と直交する方向(前後方向)に延びる支持壁部56が形成されている。また、フレーム本体54には、それら支持壁部56の間において、用紙3の上面をガイドするための複数のリブ85が、フレーム本体54の長手方向に間隔を隔てて、その長手方向と直交する方向に延びて形成されている。
各支持壁部56は、フレーム本体54の長手方向に間隔を隔てて対向配置される内側壁57および外側壁58を備えている。そして、各内側壁57には、下端縁から切り欠かれることによって、加熱ローラ52の後述する金属素管64の軸方向端部を受け取るための素管受部59が形成されている。また、内側壁57と外側壁58との間には、後端部に、各ローラ支持アーム55の後述する係止爪61が係止される被係止軸60が架設されている。
各ローラ支持アーム55は、各支持壁部56の内側壁57と外側壁58との間に配置され、フレーム本体54の長手方向と直交する方向に延びて設けられている。また、各ローラ支持アーム55は、その長手方向一端部(前端部)が内側壁57と外側壁58との間に架設された図示しない軸に回転自在に支持され、長手方向他端部(後端部)に、各支持壁部56の被係止軸60に係止可能な係止爪61を備えている。そして、各ローラ支持アーム55の長手方向途中部には、押圧ローラ53の後述する押圧ローラ軸80を挿通して、その押圧ローラ軸80を回転自在に支持するための軸通孔62が形成されている。さらに、各ローラ支持アーム55の長手方向他端部において、係止爪61よりも後方に、被係止軸60に対して係止爪61を係止または離脱させるときに操作される操作部63が設けられている。
加熱ローラ52は、図4に示すように、円筒状部材としての金属素管64と、ギヤとしてのローラ駆動ギヤ65と、内挿部材としてのハロゲンランプ66とを備えている。
金属素管64は、アルミニウムなどの金属材料からなり、幅方向に延びる円筒状に形成されている。金属素管64の長手方向一端部には、図5に示すように、金属素管64の中心軸線に対して対称な係合片形成位置67に、その端縁から金属素管64の軸線方向の内方に延びて、その後、金属素管64の周方向であって、この加熱ローラ52の回転方向下流側に延びるように屈曲した鉤状(略L字状)の切り込み68が入れられている。これによって、金属素管64の軸線方向と平行に延びる折目Fがつくように折り曲げ可能な係合片69が形成されている。
また、金属素管64の長手方向一端部には、金属素管64の中心軸線に対して対称な凹部形成位置70に、その端縁から金属素管64の軸線方向の内方に向かって略U字状に切り欠かれることによって、凹部71が形成されている。そして、各凹部形成位置70は、各係合片形成位置67を通る直線と各凹部形成位置70を通る直線とが直交するような位置に設定されている。すなわち、金属素管64の長手方向一端部において、金属素管64の中心軸線を中心として中心角90度ごとに、係合片69と凹部71とが交互に形成されている。
ローラ駆動ギヤ65は、図4に示すように、金属素管64の長手方向一端部に取り付けられ、図7に示すように、断面略コ字状をなし、外周面に複数のギヤ歯72を有するギヤ部73と、このギヤ部73の内部空間を閉鎖するように形成された蓋部74とを一体的に備えている。
ギヤ部73のギヤ歯72には、本体ケーシング2(図1参照)に配置された図示しないモータからの駆動力が入力される。また、このギヤ部73は、図6(a)に示すように、円筒状の内周面を有しており、この内周面における中心軸線に対して対称な位置に、それぞれ金属素管64の凹部71と係合する凸部75が径方向内方に略矩形状に突出して形成されている。
蓋部74は、円板状に形成されており、ローラ駆動ギヤ65が金属素管64に取り付けられた状態において、ギヤ部73に対して金属素管64の軸線方向の外方に配置されている。この蓋部74には、図4に示すように、ローラ駆動ギヤ65が金属素管64に取り付けられた状態において、金属素管64の各係合片69と金属素管64の軸線方向に対向する位置に、金属素管64の内外を連通する略矩形状の連通孔76がそれぞれ形成されている。また、蓋部74には、図6(b)に示すように、各連通孔76に対して径方向内側に、金属素管64内にハロゲンランプ66を挿入するための円形状の挿入口77が形成されている。さらに、蓋部74の表面(金属素管64の軸線方向の外方の表面)には、挿入口77の周囲に沿って、円環状のリブ78が形成されている。
なお、図7に示すように、このローラ駆動ギヤ65では、ギヤ部73の内周面において、各連通孔76と径方向に隣接する部分が切り欠かれており、これによって、ギヤ部73の内周面に段差79がそれぞれ形成されている。
そして、ローラ駆動ギヤ65は、次のようにして金属素管64に取り付けられる。すなわち、金属素管64とローラ駆動ギヤ65とを、金属素管64の各凹部71とローラ駆動ギヤ65の各凸部75とが対向するように位置合わせして、金属素管64の長手方向一端部をローラ駆動ギヤ65のギヤ部73の内周面に差し込んで、各凹部71と各凸部75とを係合させる。この状態において、ローラ駆動ギヤ65の各連通孔76は、金属素管64の各係合片69と金属素管64の軸線方向に対向している。その後、各連通孔76を介して、金属素管64内に工具(図示せず)を挿入し、その工具によって各係合片69を、金属素管64の中心軸線と平行に延びる折目Fがつくように、金属素管64の径方向外側に向けて折り曲げる。
これによって、各係合片69は、金属素管64の径方向外側に突出し、その遊端部がギヤ部73の内周面の各段差79に対して金属素管64の軸線方向の外側から係止されて、金属素管64に対するローラ駆動ギヤ65の取り付けが達成される。この状態において、各係合片69が各段差79に係止されているので、ローラ駆動ギヤ65は、金属素管64に対して、その金属素管64の軸線方向に固定される。また、各凸部75が各凹部71に係合しているので、ローラ駆動ギヤ65は、金属素管64に対して、ローラ駆動ギヤ65の回転方向にも固定される。そのため、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の離脱を防止することができながら、ローラ駆動ギヤ65に図示しないモータからの駆動力が入力されるときには、その駆動力によって金属素管64およびローラ駆動ギヤ65を一体的に回転させることができる。
押圧ローラ53は、図3に示すように、金属製の押圧ローラ軸80と、この押圧ローラ軸80の周りを被覆する、ゴム材料からなるゴムローラ81とを備えている。この押圧ローラ53は、押圧ローラ軸80の両端部が、各ローラ支持アーム55の軸通孔62に挿通されて、各挿通孔62に回転自在に支持されている。そして、押圧ローラ53は、各ローラ支持アーム55の係止爪61がフレーム本体54の各被係止軸60に係止した状態で、ゴムローラ81が加熱ローラ52の金属素管64に弾性的に押圧され、加熱ローラ52の回転に従動される。また、加熱ローラ52と押圧ローラ53との間でジャムが発生したときには、各ローラ支持アーム55の係止爪61をフレーム本体54の各被係止軸60から離脱させて、各ローラ支持アーム55を回転させることによって、押圧ローラ53を加熱ローラ52から離間させることができる。
定着部19では、図1に示すように、用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ52と押圧ローラ53との間を通過する間に熱定着させる。トナーが定着した用紙3は、本体ケーシング2の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス82に搬送される。排紙パス82に搬送された用紙3は、その上端に設けられる排紙ローラ83によって、本体ケーシング2の上面に形成された排紙トレイ84上に排紙される。
以上の構成によると、加熱ローラ52においては、各係合片69が、金属素管64の軸線方向と平行に延びる折目Fがつくように折り曲げられて、ローラ駆動ギヤ65が、金属素管64に対して、その金属素管64の軸線方向に固定される。そのため、ローラ駆動ギヤ65に対して金属素管64の軸線方向の外方へ向かう力が加わったときに、各係合片69の折り曲げ部分が伸びることを確実に防止することができ、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の脱落を確実に防止することができる。その結果、このような脱落を防止するために、金属素管64の肉厚を厚くしたり、金属素管64を高硬度な金属材料で形成したりすることを不要とすることができ、コストの上昇およびローラ駆動ギヤ65の取付作業の困難化を生じることなく、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の脱落を防止することができる。
とくに、加熱ローラ52では、金属素管64が画像形成時に加熱されて変形しやすい状態になるが、そのような状態において、ローラ駆動ギヤ65に対して金属素管64の軸線方向の外方へ向かう力が加わっても、各係合片69の折り曲げ部分が伸びることを防止することができるので、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の脱落を確実に防止することができる。
また、各係合片69は、金属素管64のローラ駆動ギヤ65が取り付けられる側の端縁から切り込み68を入れて形成され、各係合片69の一辺が金属素管64の端縁によって形成されているので、各係合片69の形成にかかる手間を軽減することができる。しかも、各係合片69が金属素管64の端部に設けられるのでローラ駆動ギヤ65の軸線方向の寸法を最小限に設定することができる。
さらに、切り込み68が鉤状に形成されているので、各係合片69を容易に形成することができる。そのため、各係合片69の形成にかかる手間を一層軽減することができる。また、切り込み68を鉤状に形成することによって、各係合片69のローラ駆動ギヤ65に対する係合をより確実なものとすることができる。
また、各係合片69が金属素管64の径方向外側に折り曲げられているので、各係合片69とギヤ部73の内周面の段差79との係合位置の間隔を周方向において広くとることができる。そのため、金属素管64とローラ駆動ギヤ65とのがたつきを小さくすることができる。
さらに、ギヤ部73が金属素管64の外側に配置されるので、ギヤ部73がハロゲンランプ66からの発熱によって直接加熱されることを回避することができる。
すなわち、金属素管64の内側にローラ駆動ギヤ65の一部が配置される場合、そのローラ駆動ギヤ65の金属素管64の内側に配置された部分が、ハロゲンランプ66からの発熱によって直接加熱される。しかし、各係合片69が金属素管64の径方向外側に折り曲げられる構成では、金属素管64の外側にローラ駆動ギヤ65を配置することができるので、ローラ駆動ギヤ65がハロゲンランプ66からの発熱によって直接加熱されることを回避することができる。
また、ローラ駆動ギヤ65の蓋部74が金属素管64の開口を覆うので、その蓋部74によって、金属素管64内に異物が入ることを防止することができる。そして、蓋部74には、金属素管64の軸線方向に各係合片69と対向する位置に連通孔76が形成されているので、この連通孔76を介して、各係合片を折り曲げることができる。そのため、蓋部74が各係合片69を折り曲げるときの妨げになることを防止することができる。
さらに、蓋部74には、挿入口77が形成されているので、この挿入口77を介して、金属素管64内にハロゲンランプ66を挿入することができる。そのため、蓋部74がハロゲンランプ66の挿入の妨げになることを防止することができる。
そのうえ、挿入口77の周囲に沿って円環状のリブ78が形成されているので、金属素管64内にハロゲンランプ66を挿入することができながら、蓋部74の強度を確保することができる。
また、ローラ駆動ギヤ65には、各凸部75が形成され、金属素管64には、各凸部75に対応する各凹部71が形成されているので、ローラ駆動ギヤ65が金属素管64に取り付けられた状態では、各凸部75が各凹部71に係合することによって、ローラ駆動ギヤ65を金属素管64に対して回転方向に固定することができる。そのため、ローラ駆動ギヤ65の回転力を金属素管64に確実に伝達することができながら、加熱ローラ52の回転時に、各係合片69にかかる負荷(回転力)を軽減することができる。
しかも、金属素管64の中心軸線を中心として中心角90度ごとに、各係合片69と各凹部71とが交互に形成されているので、各係合片69の係止位置と各凹部71の各凸部75との係合位置とが、金属素管64の軸線を中心として90度の等角度間隔で交互に配置され、これによって、ローラ駆動ギヤ65を金属素管64に安定して取り付けることができる。そのため、加熱ローラ52の回転時において、金属素管64とローラ駆動ギヤ65とのがたつきを防止することができる。
図8は、金属素管64およびローラ駆動ギヤ65の他の実施形態を示す分解斜視図である。なお、上記した各部に対応する部分については、図8において同一の参照符号を付し、以下ではその説明を省略する。
この図8に示す金属素管64では、各係合片69と各凹部71とが隣接して設けられている。すなわち、この金属素管64では、金属素管64の中心軸線に対して対称な凹部形成位置70にそれぞれ凹部71が形成され、各凹部71から金属素管64の回転方向(ローラ駆動ギヤ65側から見たときの時計回り方向)上流側に向けて、金属素管64の周方向に沿った切り込みが、各凹部71から連続して入れられることによって、各係合片69が各凹部71に対して金属素管64の回転方向上流側に隣接して形成されている。
一方、図8に示すローラ駆動ギヤ65は、蓋部74がなく、ギヤ部73のみから形成されている。
また、このローラ駆動ギヤ65では、金属素管64の各凹部71に係合する各凸部75が、ローラ駆動ギヤ65が金属素管64に取り付けられた状態において、図9に示すように、金属素管64の軸線方向と直交する平面において、各凹部71から金属素管64の回転方向下流側に延びる金属素管64の接線Lに対して鋭角をなして傾斜する方向に突出し、金属素管64の半径に対してオフセットされている。
さらにまた、ギヤ部73の内周面には、図8に示すように、各凸部75に対して金属素管64の回転方向上流側に段差79が形成されている。
そして、このローラ駆動ギヤ65は、次のようにして金属素管64に取り付けられる。すなわち、金属素管64とローラ駆動ギヤ65とを、金属素管64の各凹部71とローラ駆動ギヤ65の各凸部75とが対向するように位置合わせして、金属素管64の長手方向一端部をローラ駆動ギヤ65のギヤ部73に差し込んで、各凹部71と各凸部75とを係合させる。その後、金属素管64内に工具(図示せず)を挿入し、その工具によって各係合片69を、金属素管64の中心軸線と平行に延びる折目Fがつくように、金属素管64の径方向外側に向けて折り曲げる。
これによって、各係合片69は、金属素管64の径方向外側に突出し、その遊端部がギヤ部73の内周面の段差79に軸方向外側から係止されて、金属素管64に対するローラ駆動ギヤ65の取付けが達成される。この状態において、各係合片69が段差79に係止されているので、ローラ駆動ギヤ65は、金属素管64に対して、その金属素管64の軸線方向の外方への移動が規制される。また、各凸部75が各凹部71に係合しているので、ローラ駆動ギヤ65は、金属素管64に対して、金属素管64およびローラ駆動ギヤ65の回転方向にも固定される。そのため、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の離脱を防止することができながら、図示しないモータからローラ駆動ギヤ65に入力される回転力を金属素管64に伝達することができる。
そして、各凸部75が金属素管64の半径に対してオフセットされているので、図9に示すように、ローラ駆動ギヤ65から金属素管64への回転力の伝達時に、各凸部75から各凹部71に与える力Nの方向を、各凹部71における金属素管64の接線Lよりも外側に向けることができる。そのため、ローラ駆動ギヤ65の回転力を金属素管64に安定して伝達することができる。また、各凸部75がストレスによってローラ駆動ギヤ65の回転方向上流側に折れることを防止することができ、ローラ駆動ギヤ65の耐久性を向上させることができる。さらに、金属素管64が内側に曲がることも防止することができる。
また、各係合片69は、各凹部71に連続する切り込みを入れることによって形成されるので、各凹部71を形成する工程と同じ工程で、各凹部71に隣接する各係合片69を形成することができる。そのため、金属素管64の加工に要する工程数を低減することができる。
しかも、各凹部71が各係合片69に対して金属素管64の回転方向下流側に隣接して設けられているので、ローラ駆動ギヤ65から金属素管64に伝達される回転力を、各凹部71で集中して受けることができる。そのため、金属素管64の回転時に、各係合片69にかかる負荷をより軽減することができる。
なお、各係合片69は、金属素管64の軸線方向と平行に延びる折目Fがつくように折り曲げられるとしたが、金属素管64の周方向に交差する方向であれば、各係合片69の折目はどのような方向に延びていてもよい。各係合片69を金属素管64の周方向に交差する方向に延びる折目がつくように折り曲げられていれば、ローラ駆動ギヤ65に対して金属素管64の軸線方向の外方へ向かう力が加わったときに、各係合片69の折り曲げ部分が伸びることを防止することができ、金属素管64からのローラ駆動ギヤ65の脱落を防止することができる。
図10は、金属素管64の他の実施形態を示す分解斜視図である。なお、上記した各部に対応する部分については、図10において同一の参照符号を付し、以下ではその説明を省略する。
この図10に示す金属素管64では、その長手方向一端部において、金属素管64の中心軸線に対して対称な係合片形成位置67に、その端縁から金属素管64の軸線方向の内方に延びる直線状部分86と、この直線状部分86の軸線方向内側端部から加熱ローラ52の回転方向下流側に延びる略三角形状の三角形状部分87とを有する切り込み68が入れられている。これによって、金属素管64の軸線方向と平行に延びる折目Fがつくように折り曲げ可能であって、金属素管64の軸線方向に対して傾斜(係合片69の直線状部分86に対向する端面に対して90度よりも大きな角度をなして交差)する傾斜端面88を有する係合片69が形成されている。
そして、この金属素管64に対するローラ駆動ギヤ65(図6参照)の取付けは、金属素管64の各凹部71とローラ駆動ギヤ65の各凸部75とを係合させた後、金属素管64内に工具(図示せず)を挿入し、その工具によって各係合片69を、金属素管64の中心軸線と平行に延びる折目Fがつくように、金属素管64の径方向外側に向けて折り曲げて、各係合片69の傾斜端面88をローラ駆動ギヤ65の内周面の各段差79に軸方向外側から係止させることによって達成される。
このような構成によると、金属素管64の軸線方向における係合片69とローラ駆動ギヤ65との位置関係にばらつきがあっても、係合片69の傾斜端面88をローラ駆動ギヤ65の各段差79に確実に係止させることができる。そのため、ローラ駆動ギヤ65と金属素管64とのがたつきを防止することができる。
なお、各係合片69が傾斜端面88を備えているとしたが、各係合片形成位置67に形成される係合片69の一方のみが傾斜端面88を備えていてもよく、この場合、先に、傾斜端面88を備えていない係合片69(図5に示す形状の係合片69)をローラ駆動ギヤ65の段差79に係止させ、その後に、傾斜端面88を備える係合片69をローラ駆動ギヤ65の段差79に係止させることにより、各係合片69を段差79に確実に係止させることができ、ローラ駆動ギヤ65と金属素管64とのがたつきを防止することができる。
本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図であり、フロントカバーを閉じた状態を示す。 図1に示すレーザプリンタの要部側断面図であり、フロントカバーを開いた状態を示す。 図1に示す定着部を下方から見たときの斜視図である。 図3に示す加熱ローラの斜視図である。 図4に示す金属素管の端部の斜視図である。 (a)は、図4に示すローラ駆動ギヤの底面図であり、(b)は、そのローラ駆動ギヤの平面図である。 図6に示すローラ駆動ギヤの断面図である。 金属素管およびローラ駆動ギヤの他の実施形態(係合片と凹部とが隣接して設けられる態様)を示す分解斜視図である。 図8に示すローラ駆動ギヤの凸部に加わる力の方向について説明するための図である。 金属素管の他の実施形態(係合片が傾斜端面を備える態様)を示す斜視図である
符号の説明
1 レーザプリンタ
3 用紙
52 加熱ローラ
64 金属素管
65 ローラ駆動ギヤ
66 ハロゲンランプ
67 係合片形成位置
68 切り込み
69 係合片
70 凹部形成位置
71 凹部
74 蓋部
75 凸部
76 連通孔
77 挿入口
78 リブ
88 傾斜端面
F 折目

Claims (14)

  1. 金属材料からなる円筒状部材と、前記円筒状部材の端部に取り付けられたギヤとを備える画像形成装置において、
    前記円筒状部材は、その一部に切り込みを入れて形成され、周方向に交差する方向に延びる折目がつくように折り曲げられ、前記ギヤと係合して、前記ギヤの脱落を防止するための係合片を備えていることを特徴とする、画像形成装置。
  2. 前記係合片は、前記円筒状部材の軸線方向と平行に延びる折目がつくように折り曲げられていることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記係合片は、前記円筒状部材の前記ギヤが取り付けられる側の端縁から切り込みを入れて形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記切り込みは、鉤状に形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記係合片は、前記円筒状部材の軸線方向に対して傾斜する傾斜端面を有し、この傾斜端面が前記ギヤに係止されて、前記ギヤと係合することを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 前記係合片は、前記円筒状部材の径方向外側へ折り曲げられていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記ギヤは、前記円筒状部材の端部の開口を覆うように形成された蓋部を備え、
    前記蓋部には、前記係合片と前記円筒状部材の軸線方向に対向する位置に、前記円筒状部材の内外を連通する連通孔が形成されていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 前記蓋部には、前記連通孔に対して前記円筒状部材の径方向内側に、前記円筒状部材内に配置される内挿部材を挿入するための挿入口が形成され、前記挿入口の周囲に沿ってリブが形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記ギヤは、前記円筒状部材の端部に対して前記円筒状部材の径方向内方へ向けて突出する凸部を備えており、
    前記円筒状部材は、前記ギヤが取り付けられる側の端部を切り欠いて形成され、前記凸部と係合する凹部を備えていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置。
  10. 前記凸部は、前記円筒状部材の軸線方向と直交する平面において、前記凹部から前記円筒状部材の回転方向下流側に延びる前記円筒状部材の接線に対して鋭角をなして傾斜する方向に突出していることを特徴とする、請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 前記係合片は、前記凹部に連続する切り込みを入れて形成され、前記凹部に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項9または10に記載の画像形成装置。
  12. 前記凹部は、前記係合片に対して前記円筒状部材の回転方向下流側に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項11に記載の画像形成装置。
  13. 前記係合片は、前記円筒状部材の軸線に対して対称な係合片形成位置にそれぞれ設けられており、
    前記凹部は、前記円筒状部材の軸線に対して対称な凹部形成位置にそれぞれ設けられており、
    各前記係合片形成位置を通る直線と各前記凹部形成位置を通る直線とは直交することを特徴とする、請求項9または10に記載の画像形成装置。
  14. 前記円筒状部材は、記録媒体に形成された現像剤像を加熱して定着させるための加熱ローラであることを特徴とする、請求項1ないし13のいずれかに記載の画像形成装置。
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