JP2009098402A - 定着装置、画像形成装置、及び、フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】フレームと軸受との接触による異常音が生じることのない、定着装置、画像形成装置、及び、フレームを提供する。
【解決手段】２つのローラ部材の両端軸部２１ａ、３１ａにそれぞれ設置される軸受４３、４４と、軸受４３、４４が保持される穴部４１ａ、４２ａを有するとともに２つのローラ部材を軸受４３、４４を介して回転自在に支持するフレーム４１、４２と、を備える。フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａは、２つのローラ部材が対向する側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように形成された非当接部４１ａ２、４２ａ２と、２つのローラ部材が対向する側の反対側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接するように形成された当接部４１ａ１、４２ａ１と、を具備する。
【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、定着装置のフレームと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置おいて、２つのローラ部材を圧接させて記録媒体が搬送されるニップ部を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

このような定着装置は、２つのローラ部材（定着ローラと加圧ローラとである。）、２つのローラ部材を圧接させる加圧手段、定着ローラ（加熱ローラ）を加熱するヒータ、励磁コイル等の加熱手段、２つのローラ部材をボールベアリング等の軸受を介して回転自在に支持するフレーム、等で構成される。そして、加熱手段によって定着ローラが加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像が熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。

特開２００６−３３７９０１号公報 特開２００６−３４３４６３号公報 特開２００５−２９２６４４号公報

上述した従来の定着装置は、フレームの穴部に対して周方向のほぼ全域に軸受が当接するように構成されていて、フレームと軸受と接触によって異常音が生じてしまう場合があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、フレームと軸受との接触による異常音が生じることのない、定着装置、画像形成装置、及び、フレームを提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置であって、加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材と、前記２つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受と、前記軸受が保持される穴部を有するとともに、前記２つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持するフレームと、を備え、前記フレームの前記穴部は、前記２つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、前記２つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、を具備したものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記穴部の前記非当接部は、前記２つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±９０度以上の範囲にわたって形成されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記穴部の前記非当接部は、前記仮想線分に対して±１４０度以下の範囲にわたって形成されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記穴部の前記当接部は、周方向に複数に分割されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記穴部の前記当接部は、グリスが塗布されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記グリスを、フッ素グリスとしたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記軸受は、前記フレームに干渉して前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制するツバ部を具備したものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する止め輪が設置されたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する段差部が形成されたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記軸受は、前記ローラ部材の前記軸部に圧入されたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０に記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、その硬度が７０ＨＶ以上になるように形成されたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記穴部の前記非当接部は、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記２つのローラ部材ごとに分割されたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記２つのローラ部材の両端部に独立して設置されたものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記２つのローラ部材を、定着ローラと、加圧ローラと、したものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記２つのローラ部材は、無端状のベルト部材を介して圧接して前記ニップ部を形成するものである。

また、この発明の請求項１７記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

また、この発明の請求項１８記載の発明にかかるフレームは、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置に設置されるフレームであって、加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受を保持する穴部を備え、前記２つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持し、前記穴部は、前記２つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、前記２つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、を具備したものである。

本発明は、フレームの穴部に、２つのローラ部材が対向する側で軸受が穴部に当接しないように非当接部を設けているために、フレームと軸受との接触面積が小さくなって軸受がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受が偏心方向に振動してもフレームに干渉しにくくなる。これにより、フレームと軸受との接触による異常音が生じることのない、定着装置、画像形成装置、及び、フレームを提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図５にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０のニップ部（定着ローラ２１と加圧ローラ３１とが圧接する位置である。）に搬送される。そして、ニップ部（定着ニップ部）で、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２及び図３にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２及び図３に示すように、定着装置２０は、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、フレーム４１、４２、軸受４３、４４、スプリング５０、温度センサ４０、ガイド板３５、分離板３８、等で構成される。

ここで、ローラ部材としての定着ローラ２１は、図２中の矢印方向に回転する薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。定着ローラ２１は、芯金２２上に、弾性層２３、離型層２４が順次積層された多層構造体であって、もう１つのローラ部材としての加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成する。

定着ローラ２１の芯金２２は、ＳＵＳ３０４等の鉄系材料で形成されている。
また、定着ローラ２１の弾性層２３としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料が用いられる。
また、定着ローラ２１の離型層２４としては、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等を用いることができる。定着ローラ２１の表層に離型層２４を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。

定着ローラ２１のヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０のフレームに固定されている。そして、装置本体１の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５によって定着ローラ２１が加熱されて、その表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に当接する温度センサ４０（サーミスタ）によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ローラ２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。なお、温度センサ４０は、接触型のサーミスタの他に、非接触型のサーモパイル等を用いることもできる。

また、ローラ部材としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
そして、加圧ローラ３１は、加圧手段としてのスプリング５０の付勢力によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、２つのローラ部材（加圧ローラ３１と定着ローラ２１とである。）の間に、所望のニップ部が形成される。

定着ローラ２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の筐体に固設されている。
また、定着ローラ２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板３８が配設されている。分離板３８は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ローラ２１の回転に沿って定着ローラ２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ニップの位置で記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１のニップ部（定着ニップ部）に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、図３〜図５を用いて、本実施の形態１において特徴的な、定着装置２０の構成・動作について説明する。
図３及び図４を参照して、定着装置１０のフレーム４１、４２は、２つのローラ部材２１、３１ごとに分割されている。そして、それぞれのフレーム４１、４２には、軸受４３、４４を保持するための穴部４１ａ、４２ａ（貫通穴）が設けられている。一方、２つのローラ部材２１、３１の両端軸部２１ａ、３１ａには、それぞれ、ボールベアリング等の軸受４３、４４が設置されている。そして、それぞれのフレーム４１、４２にて、２つのローラ部材２１、３１が軸受４３、４４を介して回転自在に支持される。

具体的に、定着ローラ２１用のフレーム４１（第１フレーム）は、定着ローラ２１の両端部に独立して設置されていて、定着ローラ２１を軸受４３（穴部４１ａに保持されている。）を介して回転自在に支持している。同様に、加圧ローラ３１用のフレーム４２（第２フレーム）は、加圧ローラ３１の両端部に独立して設置されていて、加圧ローラ３１を軸受４４（穴部４２ａに保持されている。）を介して回転自在に支持している。なお、両端部に独立して設置された第１フレーム４１は、それぞれ、定着装置２０のステー（不図示である。）にネジにより締結される。

そして、図４を参照して、ローラ部材２１、３１が設置された双方のフレーム４１、４２は、第２フレーム４２に固設されたピンＡを第１フレーム４１の切欠部に係合させるとともに、第２フレーム４２に設置されたネジ棒（スプリング５０が巻装されている。）を第１フレーム４１に形成された雌ネジ部に螺合させることで、組み立てられる。このようにして組み立てられた定着装置２０は、ピンＡの位置を中心にして、２つのローラ部材２１、３１がスプリング５０（加圧手段）の付勢力により圧接した状態になりニップ部を形成する。
このように、定着装置１０のフレーム４１、４２を２つのローラ部材２１、３１ごとに分割することで、２つのローラ部材２１、３１ごとに独立したユニット（定着ローラ・ユニットと加圧ローラ・ユニットとである。）を構成できるために、定着ローラ２１や加圧ローラ３１の独立したメンテナンスの作業性が容易になる。

ここで、図４を参照して、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａ（軸受４３、４４を保持するためのものである。）には、２つのローラ部材２１、３１が対向する側（圧接する側である。）で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように形成された非当接部４１ａ２、４２ａ２（二点鎖線Ｓ２の範囲である。）と、２つのローラ部材２１、３１が対向する側の反対側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接するように形成された当接部４１ａ１、４２ａ１（一点鎖線Ｓ１の範囲である。）と、が形成されている。詳しくは、穴部４１ａ、４２ａの非当接部４１ａ２、４２ａ２は、２つのローラ部材２１、３１の回転中心を結ぶ仮想線分Ｌ１に対して±９０度以上の範囲にわたって形成されている。すなわち、上述した仮想線分Ｌ１に対して回転中心の位置で直交する線分Ｌ２、Ｌ３（±９０度の範囲）を超えるように非当接部４１ａ２、４２ａ２が形成されている。さらに詳しくは、非当接部４１ａ２、４２ａ２は、その内径が軸受４３、４４の外径よりも大きくなるように形成されている。また、当接部４１ａ１、４２ａ１は、その内径が軸受４３、４４の外径とほぼ同じになるように形成されている。

このような構成により、フレーム４１、４２（穴部４１ａ、４２ａ）と軸受４３、４４との接触面積が小さくなるため（一点鎖線Ｓ１の範囲でのみ当接するため）、双方の部材の摩擦抵抗（接触抵抗）が小さくなって、軸受４３、４４（ローラ部材２１、３１）がスラスト方向（回転軸方向）に移動しやすくなる。したがって、軸受４３、４４のスラスト方向の移動が制限された際に、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との間で生じる異常音を抑止することができる。
また、フレーム４１、４２（穴部４１ａ、４２ａ）と軸受４３、４４との接触面積が小さくなるため（一点鎖線Ｓ１の範囲でのみ当接するため）、ローラ部材２１、３１のベンディング等により軸受４３、４４が偏心方向（軸ズレ方向）に振動してもフレーム４１、４２に干渉しにくくなり、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音の発生を軽減することができる。
さらに、本実施の形態１では、穴部４１ａ、４２ａは切欠ではなく、穴部４１ａ、４２ａに非当接部４１ａ２、４２ａ２を設けてもフレーム４１、４２の総面積に対する穴部４１ａ、４２ａの面積の比率は比較的小さいために、フレーム４１、４２の強度を充分に確保することができる。

なお、上述した異常音に対する抑止効果をさらに高めるために、当接部４１ａ１、４２ａ１にグリスを塗布することが好ましい。すなわち、当接部４１ａ１、４２ａ１にグリスを塗布することにより、当接部４１ａ１、４２ａ１と軸受４３、４４との接触抵抗がさらに小さくなり異常音の発生がさらに低減される。特に、当接部４１ａ１、４２ａ１に塗布するグリスとしてフッ素グリスを用いた場合には、高温環境となる定着装置２０内であっても長期間その粘度を維持することができるために、安定的に異常音の発生を低減することができる。

ここで、本実施の形態１では、図５を参照して、定着ローラ２１の軸受４３（ボールベアリング）に、ツバ部４３ａを設けている。図示は省略するが、フレーム４１に設置された状態で、ツバ部４３ａとフレーム４１との間には所定のクリアランスが設けられている。そして、軸受４３のツバ部４３ａがフレーム４１に干渉することで、軸受４３の回転軸方向（図５の左右方向である。）の移動が規制されて、フレーム４１から軸受４３（定着ローラ２１）が脱落する不具合が抑止される。なお、図示は省略するが、加圧ローラ３１側も定着ローラ２１側と同様に構成されている。
ここで、本実施の形態１では、軸受４３、４４側にフレーム４１、４２に干渉するツバ部を設けたが、フレーム４１、４２側に軸受４３、４４に干渉する突起部を設けることもできる。

また、本実施の形態１では、図５を参照して、定着ローラ２１の軸部２１ａ（芯軸）に、軸受４３の回転軸方向（図５の左右方向である。）の移動を規制する止め輪５１が、軸受４３を挟むように設置されている。なお、図示は省略するが、加圧ローラ３１側も定着ローラ２１側と同様に構成されている。
このような構成により、定着ローラ２１の軸部２１ａ上における軸受４３の位置が固定されて、軸部２１ａの磨耗が防止されるとともに、軸部２１ａと軸受４３との間で生じるスティックスリップによる異常音を抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態１においては、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、２つのローラ部材２１、３１が対向する側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように非当接部４１ａ２、４２ａ２を設けているために、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触面積が小さくなって軸受４３、４４がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受４３、４４が偏心方向に振動してもフレーム４１、４２に干渉しにくくなる。これにより、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音が生じるのを低減することができる。

なお、本実施の形態１では、定着部材として定着ローラ２１を用いて加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、定着部材として定着ベルトを用いた定着装置や、加圧部材として加圧ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。すなわち、２つのローラ部材が無端状のベルト部材（定着ベルトや加圧ベルトである。）を介して圧接して定着ニップ部を形成するように構成された定着装置であっても、本実施の形態１と同様に、２つのローラ部材を支持するフレームの穴部に非当接部を設けることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図６にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図６は、実施の形態２における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。本実施の形態２における定着装置は、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに形成した当接部４１ａ１、４２ａ１及び非当接部４１ａ２、４２ａ２の範囲が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、フレーム４１、４２、軸受４３、４４、スプリング５０、等で構成される。そして、本実施の形態２においても、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、当接部４１ａ１、４２ａ１と非当接部４１ａ２、４２ａ２とが形成されている。

ここで、本実施の形態２では、図６に示すように、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに形成された非当接部４１ａ２、４２ａ２が、２つのローラ部材２１、３１の回転中心を結ぶ仮想線分Ｌ１に対して±９０度以上であって±１４０度以下の範囲にわたって形成されている。すなわち、当接部４１ａ１、４２ａ１は、その角度θ（範囲）が８０度以上になるように形成されている。
このような構成により、穴部４１ａ、４２ａによる軸受４３、４４の保持性（当接部４１ａ、４２ａとの当接面積）を維持しつつ、穴部４１ａ、４２ａと軸受４３、４４との接触による異常音の発生を抑止することができることを、本願発明者は実験等により確認した。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、２つのローラ部材２１、３１が対向する側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように非当接部４１ａ２、４２ａ２を設けているために、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触面積が小さくなって軸受４３、４４がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受４３、４４が偏心方向に振動してもフレーム４１、４２に干渉しにくくなる。これにより、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音が生じるのを低減することができる。

実施の形態３．
図７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図７は、実施の形態３における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。本実施の形態３における定着装置は、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに形成した当接部４１ａ１、４２ａ１が周方向に複数分割されている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態３における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、フレーム４１、４２、軸受４３、４４、スプリング５０、等で構成される。そして、本実施の形態３においても、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、当接部４１ａ１、４２ａ１と非当接部４１ａ２、４２ａ２とが形成されている。

ここで、本実施の形態３では、図７に示すように、当接部４１ａ１、４２ａ１が、間隙をあけて周方向に３つに分割されている。そして、隣接する当接部４１ａ１、４２ａ１の間は、その内径が軸受４３、４４の外径よりも大きく形成されていて非当接部と同様に機能している。
このような構成により、フレーム４１、４２（穴部４１ａ、４２ａ）と軸受４３、４４との接触面積がさらに小さくなるため、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音が生じるのをさらに低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態３においても、前記各実施の形態と同様に、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、２つのローラ部材２１、３１が対向する側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように非当接部４１ａ２、４２ａ２を設けているために、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触面積が小さくなって軸受４３、４４がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受４３、４４が偏心方向に振動してもフレーム４１、４２に干渉しにくくなる。これにより、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音が生じるのを低減することができる。

実施の形態４．
図８にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図８は、実施の形態４における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態１における図５に相当する図である。本実施の形態４における定着装置は、ローラ部材の軸部に段差部が設けられている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態４における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、フレーム４１、４２、軸受４３、４４、スプリング５０、等で構成される。そして、本実施の形態４においても、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、当接部４１ａ１、４２ａ１と非当接部４１ａ２、４２ａ２とが形成されている。

ここで、本実施の形態４では、図８に示すように、定着ローラ２１の軸部２１ａ（芯軸）に、軸受４３の回転軸方向（図８の左右方向である。）の移動を規制する段差部２１ａ１が形成されている。詳しくは、軸部２１ａは、段差部２１ａ１を境にして右側の外径が左側（軸受４３が挿設される領域である。）の外径よりも大きく形成されている。また、定着ローラ２１の軸部２１ａ（芯軸）には、段差部２１ａ１とによって軸受４３を挟むように止め輪５１が設置されている。
このような構成により、定着ローラ２１の軸部２１ａ上における軸受４３の位置が固定されて、軸部２１ａの磨耗が防止されるとともに、軸部２１ａと軸受４３との間で生じるスティックスリップによる異常音を抑止することができる。特に、軸部２１ａに段差部２１ａ１を設けることで、軸部２１ａに設置する止め輪５１の数を低減することができる。なお、図示は省略するが、加圧ローラ３１側も定着ローラ２１側と同様に構成されている。

なお、本実施の形態４では、段差部２１ａ１と止め輪５１とを用いて軸部２１ａ上に軸受４３を固定したが、軸部２１ａに軸受４３を圧入することで軸部２１ａ上に軸受４３を固定することもできる。その場合には、軸部２１ａの硬度を７０ＨＶ以上に設定することで、軸受４３の圧入による軸部２１ａの変形を防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態４においても、前記各実施の形態と同様に、フレーム４１、４２の穴部４１ａ、４２ａに、２つのローラ部材２１、３１が対向する側で軸受４３、４４が穴部４１ａ、４２ａに当接しないように非当接部４１ａ２、４２ａ２を設けているために、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触面積が小さくなって軸受４３、４４がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受４３、４４が偏心方向に振動してもフレーム４１、４２に干渉しにくくなる。これにより、フレーム４１、４２と軸受４３、４４との接触による異常音が生じるのを低減することができる。

なお、前記各実施の形態では、加熱手段としてヒータ２５を用いた定着装置２０に対して本発明を適用したが、加熱手段として励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。 定着装置を示す斜視図である。 定着装置を示す側面図である。 定着ローラを示す断面図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態３における定着装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態４における定着装置に設置される定着ローラを示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（ローラ部材）、
２１ａ、３１ａ 軸部、
２１ａ１ 段差部、
２５ ヒータ（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（ローラ部材）、
４１、４２ フレーム、
４１ａ、４２ａ 穴部、
４１ａ１、４２ａ１ 当接部、 ４１ａ２、４２ａ２ 非当接部、
４３、４４ 軸受、
４３ａ ツバ部、
５０ スプリング（加圧手段）、
５１ 止め輪、 Ｐ 記録媒体。

Claims (18)

1. トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置であって、
   加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材と、
   前記２つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受と、
   前記軸受が保持される穴部を有するとともに、前記２つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持するフレームと、
   を備え、
   前記フレームの前記穴部は、
   前記２つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、
   前記２つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、
   を具備したことを特徴とする定着装置。
2. 前記穴部の前記非当接部は、前記２つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±９０度以上の範囲にわたって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記穴部の前記非当接部は、前記仮想線分に対して±１４０度以下の範囲にわたって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記穴部の前記当接部は、周方向に複数に分割されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記穴部の前記当接部は、グリスが塗布されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記グリスは、フッ素グリスであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記軸受は、前記フレームに干渉して前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制するツバ部を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する止め輪が設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する段差部が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記軸受は、前記ローラ部材の前記軸部に圧入されたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記ローラ部材の前記軸部は、その硬度が７０ＨＶ以上になるように形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記穴部の前記非当接部は、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、
    前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 前記フレームは、前記２つのローラ部材ごとに分割されたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 前記フレームは、前記２つのローラ部材の両端部に独立して設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置。
15. 前記２つのローラ部材は、定着ローラと、加圧ローラと、であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
16. 前記２つのローラ部材は、無端状のベルト部材を介して圧接して前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
17. 請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
18. トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置に設置されるフレームであって、
    加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受を保持する穴部を備え、
    前記２つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持し、
    前記穴部は、
    前記２つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、
    前記２つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、
    を具備したことを特徴とするフレーム。

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