JP2011252513A

JP2011252513A - 部材締結構造及び画像形成装置

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Publication number: JP2011252513A
Application number: JP2010125101A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Miyagawa; 智夫宮川
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2030-05-31
Also published as: JP5409520B2

Abstract

【課題】ボス部に割れが生じた場合にも、ボス部の係合穴と締結部材の係合が緩んだり、ボス部の係合穴から締結部材が脱落したりするのを抑制し、部材の締結を安定して維持することを可能とする。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置１は、端面３７に係合穴３８が形成された樹脂材製のボス部４０を備えた第１部材２４と、第１部材２４の端面３７に当接可能な当接面４４を備え、当接面４４に貫通穴４５が穿設された第２部材２５と、第２部材２５の前記貫通穴４５を介して第１部材２４の係合穴３８に係合する締結部材５４とを備えた部材締結構造２３であって、第２部材２５の当接面４４には、貫通穴４５の外周部分に、第１部材２４のボス部４０の端面３７を当接させるための当接間隔を介して、ボス部４０の周面４１の少なくとも先端部を把持するリブ４６が突設されていることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、ネジや釘等の締結部材を用いて複数の部材を締結するための部材締結構造及びこの部材締結構造を用いた画像形成装置に関する。

従来、ネジや釘等の締結部材を用いて複数の部材を締結するためのものとして、図１０に示すような部材締結構造が知られている。この部材締結構造６１は、端面６２に係合穴６３が形成された樹脂材製のボス部６４を備えた第１部材６５と、この第１部材６５の端面６２に当接可能な当接面６６を備え、この当接面６６に貫通穴６７が穿設された第２部材６８と、この第２部材６８の貫通穴６７を介して第１部材６５の係合穴６３に係合することにより、第１部材６５と第２部材６８とを締結させる締結部材６９とを備えている。

ところで、このような樹脂材製のボス部６４を備えた部材締結構造６１においては、前記ボス部６４を射出成形によって形成するのが一般的である。このような射出成形品には、射出成形において金型内で溶融樹脂の流れが合流して融着した部分に、強度的に他の部分よりも脆弱な「ウェルドライン」が不可避的に発生する。そのため、図１０に示すような部材締結構造６１を採用した場合、ボス部６４の上記ウェルドライン付近に割れが生じてボス部６４が破断し、ボス部６４の係合穴６３と締結部材６９の係合が緩んだり、ボス部６４の係合穴６３から締結部材６９が脱落したりするといった不具合が生じる。

そこで、このような不具合を防止するために、ボス部のウェルドライン発生部分の周辺にリブを突設することにより当該部分を補強した部材締結構造が知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−１９２５６２

ところが、ウェルドラインの発生位置は成形時に変化することがあり、特許文献１に開示された部材締結装置において、ボス部におけるウェルドラインの発生予定位置（即ち、補強を行った位置）と現実にウェルドラインが発生する位置にずれが生じることがある。この場合には、ウェルドライン発生部分の強度は、図１０に記載の従来技術と同程度に低くなり、当該部分の割れに起因するボス部の破断が生じて、ボス部の係合穴と締結部材の係合が緩んだり、ボス部の係合穴から締結部材が脱落したりするといった不具合が、依然として生じやすかった。また、例えばＰＥＴのような樹脂材料の中でも特に割れが生じやすい材料を用いてボス部を形成する場合には、ウェルドライン発生部分にリブを設けて補強を行っても、十分な強度を得ることは困難であった。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ボス部に割れが生じた場合にも、ボス部の係合穴と締結部材の係合が緩んだり、ボス部の係合穴から締結部材が脱落したりするのを抑制し、複数部材の締結状態を安定して維持することを目的とする。

本発明に係る部材締結構造は、端面に係合穴が形成された樹脂材製のボス部を備えた第１部材と、該第１部材の前記端面に当接可能な当接面を備え、該当接面に貫通穴が穿設された第２部材と、該第２部材の前記貫通穴を介して前記第１部材の前記係合穴に係合することにより、前記第１部材と前記第２部材とを締結させる締結部材と、を備えた部材締結構造であって、前記第２部材の前記当接面には、前記貫通穴の外周部分に、前記第１部材の前記ボス部の前記端面を当接させるための当接間隔を介して、前記ボス部の周面の少なくとも先端部を把持するリブが突設されていることを特徴とする。

また、前記リブの内面に、先端部を基端部よりも拡径させたテーパ面が形成されているのが好ましい。

更に、前記リブは、前記ボス部の周面の少なくとも先端部を、１８０度以上にわたって囲繞するのが好ましい。

更にまた、本発明は上記した何れかの構成からなる部材締結構造を採用した画像形成装置とすることができる。

本発明の部材締結構造及び画像形成装置は、ボス部に割れが生じた場合にも、ボス部の係合穴と締結部材の係合が緩んだり、ボス部の係合穴から締結部材が脱落したりするのを抑制し、部材の締結を安定して維持することを可能とする。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の説明図である。本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る加圧ローラ保持部材の内面側（加熱ローラ保持部材との連結側）からの斜視図である。図３の一部拡大斜視図である。本発明の一実施形態に係る加熱ローラ保持部材の内面側（加圧ローラ保持部材との連結側）からの斜視図である。図５の一部拡大斜視図である。（ａ）は本発明の一実施形態に係るリブを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施形態に係る部材締結構造の締結過程を示す一部拡大斜視図である。（ａ）はボス部をリブのテーパ面に当接させた状態を示す端面図、（ｂ）はボス部をリブに強嵌合させた状態を示す端面図、（ｃ）は締結部材により加圧ローラ保持部材と加熱ローラ保持部材を締結させた状態を示す端面図である。従来例に係る部材締結構造の端面図である。

まず、図１を用いて、本発明の画像形成装置の全体の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の説明図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、図１に示す如く、プリンタ本体２の内部に、転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３と、給紙カセット３又は手差しトレイ４にセットされた転写紙が搬送される搬送経路５と、給紙カセット３にセットされた転写紙を搬送経路５に供給する給紙部６と、手差しトレイ４にセットされた転写紙を搬送経路５に供給する手差し給紙部７と、給紙部６と手差し給紙部７の合流部よりも搬送経路５の下流側に配置された一対のレジストローラ８と、この一対のレジストローラ８よりも搬送経路５の下流側に配置された像担持体としての感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を所定の電圧に帯電させる帯電器１１と、感光体ドラム１０の表面にビーム光束（図１において矢印Ｐで示す）を出射して所定の静電潜像を形成する露光器１２と、露光器１２が形成した静電潜像を感光体ドラム１０の表面にトナー像として現像する現像器１３と、そのトナー像を転写ニップ９において転写紙に転写する転写装置１４と、感光体ドラム１０の表面に残留したトナーを除去するクリーニングデバイス１５と、感光体ドラム１０の電荷を除去する除電デバイス１６と、転写装置１４において転写紙に転写されたトナー像を定着ニップ１７において転写紙に定着させる定着装置１８と、トナー像を定着させた転写紙を搬送経路５の下流端から排紙トレイ２０に排出させる排出口２１と、定着済みの転写紙を両面印刷のために搬送経路５の上流側へと反転搬送する反転経路２２と、を備えている。

上記の構成において、画像形成動作は以下のようにして行われる。まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器１２により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナーにより現像器１３が対応する色のトナー像に現像する。このように現像器１３によって感光体ドラム１０に現像されたトナー像は、搬送経路５に沿って転写装置１４に搬送されてきた転写紙に、転写ニップ９において転写される。トナー像を転写された転写紙は搬送経路５の下流側に移送され、定着装置１８の定着ニップ１７に進入する。そして、定着装置１８の定着ニップ１７において、トナー像が溶融及び加圧され、転写紙に定着される。トナー像が定着した転写紙は、排出口２１から排紙トレイ２０に排出される。

以下に、図２〜図９を用いて、本発明の定着装置１８が備える部材締結構造２３について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係る加圧ローラ保持部材の内面側（加熱ローラ保持部材との連結側）からの斜視図である。図４は、図３の一部拡大斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係る加熱ローラ保持部材の内面側（加圧ローラ保持部材との連結側）からの斜視図である。図６は、図５の一部拡大斜視図である。図７（ａ）図は本発明の一実施形態に係るリブの平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）図のＡ−Ａ線断面図である。図８は、本発明の一実施形態に係る部材締結構造の締結過程を示す一部拡大斜視図である。図９は、本発明の一実施形態に係る部材締結構造の締結過程を示す端面図であり、（ａ）はボス部をリブのテーパ面に当接させた状態を示す端面図、（ｂ）はボス部をリブに強嵌合させた状態を示す端面図、（ｃ）は締結部材により加圧ローラ保持部材と加熱ローラ保持部材を締結させた状態を示す端面図である。

図２に示す如く、本実施例の定着装置１８は、第１部材としての加圧ローラ保持部材２４と、第２部材としての加熱ローラ保持部材２５とを備えており、加圧ローラ保持部材２４及び加熱ローラ保持部材２５は、いずれも耐熱性樹脂（本実施例ではＰＥＴ）により成形されている。

図３に示す如く、加圧ローラ保持部材２４の内面側（図３において上側）には、長手方向に加圧ローラ２６が配置されている。この加圧ローラ２６は、例えば、合成樹脂、金属等から構成される円筒形状の基材層と、この基材層の表面に形成されるシリコンゴム製の弾性層と、この弾性層の表面を被覆するフッ素樹脂製のコーティング層と、により構成される。

加圧ローラ２６は、加圧ローラ保持部材２４の両端に配置されたＵ字型の軸受２７に、回動可能に装着されている。また、加圧ローラ２６は、付勢部材２８によって加圧ローラ保持部材２４の内面側に付勢されている。図４に示す如く、付勢部材２８は、軸受２７を装着するための装着部３０を中間部に設けるとともに、一端部３１を支点として他端部３２を揺動可能とする略クランク形状の付勢板３３と、加圧ローラ保持部材２４と加熱ローラ保持部材２５の間に介装され、付勢板３３の他端部３２と接続する弾性体としての加圧スプリング３４と、により構成されている。付勢板３３の揺動可能な他端部３２は、加圧スプリング３４によって加熱ローラ保持部材２５の内面側（図４において上側）に付勢されており、これにより、付勢板３３に軸受２７を介して装着された加圧ローラ２６も、加熱ローラ保持部材２５の内面側に付勢されている。

図３に示す如く、加圧ローラ保持部材２４の長手方向には、回動可能な係合杆３５が加圧ローラ２６と略平行に架設されており、この係合杆３５には、定着装置１８に搬送されてきた転写紙を搬送方向の下流側へと搬送するための複数個（本実施例では４個）の搬送ローラ３６が、所定の間隔をおいて配置されている。

加圧ローラ保持部材２４の内面側の四隅には、端面３７に係合穴３８が形成された円筒状のボス部４０ａ〜４０ｄが突出して形成されている。各ボス部４０ａ〜４０ｄは、加圧ローラ保持部材２４と同一の樹脂（本実施例ではＰＣ）により、加圧ローラ保持部材２４と一体に形成されている。また、図４に示す如く、ボス部４０ａの周面４１の一側には、互いに略平行に配置された一対の支持板４２ａ、４２ｂが連結され、この一対の支持板４２ａ、４２ｂによりボス部４０ａが支持されている。

図５に示す如く、加熱ローラ保持部材２５の内面側（図５において上側）には、長手方向に加熱ローラ４３が配置されている。この加熱ローラ４３は、加圧ローラ保持部材２４と加熱ローラ保持部材２５との連結状態において、加熱ローラ保持部材２５の内面側に加圧ローラ２６と互いの周面を接触させた状態で配置される。そして、加圧ローラ２６が付勢部材２８により加熱ローラ保持部材２５の内面側に付勢されることにより、加圧ローラ２６が加熱ローラ４３に対して所定の接触圧で接触し、加圧ローラ２６と加熱ローラ４３の間に定着ニップ１７が形成されている。

また、加熱ローラ４３は、熱伝導性に優れたアルミニウムや鉄等の金属で形成された円筒状部材と、この円筒状部材の表面を被覆するコーティング層（例えば、フッ素樹脂層）と、円筒状部材の内部空間に収容されたヒータとを備えている。この加熱ローラ４３は、加熱ローラ保持部材２５の両端に設けられた軸支部４９に回動可能に軸支されている。

加熱ローラ保持部材２５の内面側の４隅には、加圧ローラ保持部材２４の各ボス部４０と対応する位置に当接面４４ａ〜４４ｄが形成されており、各当接面４４ａ〜４４ｄには各ボス部４０ａ〜４０ｄの係合穴３８に対応する位置にそれぞれ貫通穴４５が穿設されている。また、図６に示す如く、ボス部４０ａと対応する当接面４４ａには、リブ４６が突設されている。図７（ａ）に示す如く、このリブ４６は、貫通穴４５の外周部分に、ボス部４０ａの端面３７を当接させるための当接間隔（図７（ａ）の矢印Ｘ参照）を介して円弧状に突設されており、貫通穴４５の外周を１８０度以上連続して囲繞する第１リブ４７と、この第１リブ４７に対向して配置された第２リブ４８と、を備えている。

リブ４６の一側（図７（ａ）において上側）には、第１リブ４７と第２リブ４８の間隔に一対の切欠部５０ａ、５０ｂが切欠されている。図８に示す如く、この一対の切欠部５０ａ、５０ｂは、加圧ローラ保持部材２４のボス部４０ａと連結する一対の支持板４２ａ、４２ｂと対応する位置に形成されており、加圧ローラ保持部材２４の係合穴３８と加熱ローラ４３支持部材の貫通穴４５を同一軸線状に配置した状態で、一方の切欠部５０ａに一方の支持板４２ａが対向し、他方の切欠部５０ｂに他方の支持板４２ｂが対向するように、各部材の形成位置が調整されている。

また、図７（ｂ）に示す如く、リブ４６の内面５１の先端側には、先端部を基端部よりも拡径させたテーパ面５２が形成されており、リブ４６の内面５１の基端側には、先端部と基端部を略同一径とする鉛直面５３が形成されている。また、この鉛直面５３の内径（図７（ｂ）の矢印Ｙ参照）は、鉛直面５３がボス部４０の周面４１に強嵌合可能となるように調整されている。

上述の如く構成されたものにおいて、加圧ローラ保持部材２４と加熱ローラ保持部材２５を締結する部材締結構造２３の作用について以下に説明する。まず、図８に二点鎖線矢印で示す如く、加熱ローラ保持部材２５の内面側を加圧ローラ保持部材２４の内面側に接近させ、図９（ａ）に示す如く、リブ４６のテーパ面５２をボス部４０ａの端面３７の外周縁に当接させる。なお、ボス部４０ａには一対の支持板４２ａ、４２ｂが連結されているが、リブ４６には一対の支持板４２ａ、４２ｂと対向する位置に切欠部５０ａ、５０ｂが形成されているため、支持板４２ａ、４２ｂとリブ４６の干渉によりボス部４０ａとリブ４６の係合が阻害される虞はない。

次に、図９（ｂ）に示す如く、加圧ローラ保持部材２４を加熱ローラ保持部材２５の方向に押圧し、ボス部４０ａの周面４１をリブ４６の鉛直面５３に強嵌合させて、ボス部４０ａの端面３７と加熱ローラ保持部材２５の当接面４４ａを当接させる。このように、リブ４６の鉛直面５３とボス部４０ａの周面４１を強嵌合させることにより、リブ４６の鉛直面５３とボス部４０ａの周面４１が相互に密着するため、リブ４６とボス部４０ａの係合を安定させることが可能となるとともに、ボス部４０ａの割れの進行を抑制することも可能となる。

また、本実施例においては、リブ４６の内面５１の先端側に先端部を基端部よりも拡径させたテーパ面５２が形成されているため、リブ４６をボス部４０ａの先端部に当接させる際の位置決めを、容易に行うことが可能となる。また、テーパ面５２にボス部４０ａの端面３７の外周縁を一旦当接させてから、ボス部４０ａの周面４１とリブ４６の鉛直面５３の強嵌合を行うことが可能となるため、組み立て作業の作業性を高めることが可能となる。

次に、図９（ｃ）に示す如く、雄ネジを外周面に設けた締結部材としてのビス５４（小ネジ）を、加熱ローラ保持部材２５の貫通穴４５を介して、加圧ローラ保持部材２４のボス部４０ａの係合穴３８に締め込み、加圧ローラ保持部材２４と加熱ローラ保持部材２５を締結する。このように、樹脂材製のボス部４０ａに対してビス５４を締め込むと、ボス部４０ａのウェルドライン（射出成形において金型内で溶融樹脂の流れが合流して融着した部分に生じる、強度的に他の部分よりも脆弱な部分）に割れが生じやすくなる。

しかしながら、本発明の部材締結構造２３においては上述の如く、加熱ローラ保持部材２５の当接面４４ａには、貫通穴４５の外周部分に、加圧ローラ保持部材２４のボス部４０ａの端面３７を当接させるための当接間隔を介してリブ４６が突出形成されており、ボス部４０ａの端面３７と当接面４４ａを当接させた際に、リブ４６によってボス部４０ａの周面４１が把持される。そのため、たとえボス部４０ａに割れが生じたとしても、その割れの進行が抑制され、ボス部４０ａの係合穴３８とビス５４の係合が緩んだり、ボス部４０ａの係合穴３８からビス５４が脱落したりするのを抑制することが可能となる。そのため、加圧ローラ保持部材２４と加熱ローラ保持部材２５の締結状態を安定して維持することが可能となる。更に、本実施例においては、第１リブ４７と第２リブ４８が、前記ボス部４０ａの周面４１の先端部を１８０度以上にわたって囲繞している。そのため、リブ４６によってボス部４０ａの外周をより安定して保持することが可能となる。

なお、本実施例においては、ボス部４０ａに対応する当接面４４ａにのみリブ４６を突出形成した。これは、ボス部４０ａ〜４０ｄの中で、ボス部４０ａとボス部４０ｄは加圧スプリング３４の近傍に配置されており、ボス部４０ｂ、４０ｃに比較して応力が集中しやすいこと、及び、ボス部４０ａとボス部４０ｄとでは、ボス部４０ａの方が他の部分からの独立性が高く、応力に対して強度的に弱いこと、の２つの理由により、ボス部４０ａ〜４０ｄの中でボス部ａに最も割れが生じやすいからである。一方で、他の異なる実施例においては、加圧スプリング３４の近傍に配置されたボス部４０ａ、４０ｄの両方にリブ４６を設けたり、すべてのボス部４０ａ〜４０ｄにリブ４６を設けたりすることももちろん可能である。

また、本実施例においては、ボス部４０ａのうち、割れが最も開始されやすい先端部のみをリブ４６で把持したが、他の異なる実施例においては、ボス部４０ａの先端部から軸方向中央までをリブ４６で把持したり、ボス部４０ａの先端部から基端部までをリブ４６で把持したりしてもよい。

また、本実施例においては、ボス部４０ａに支持板４２ａ、４２ｂを固定したこととの兼ね合いでリブ４６に一対の切欠部５０ａ、５０ｂを設けたが、他の実施例においてボス部４０ａに支持板４２ａ、４２ｂを固定しない場合には、切欠部５０ａ、５０ｂを設けずにリブ４６を円環状としても良い。この場合には、ボス部４０ａのいずれの部分にウェルドラインが生じた場合であっても、リブ４６によりボス部４０ａの外周を確実に保持することが可能となる。また、切欠部５０の数は、２個に限られず、等間隔で３個又は４個以上を設けてもよい。また、リブ４６の形状は、上述した円弧状又は円環状には限定されず、係合穴３８の形状に対応して、正方形状、正六角形状等、任意の形状とすることが可能である。

また、本実施例においては、締結部材として雄ネジを外周面に設けたビス５４（小ネジ）を用いたが、締結部材はこれに限られず、例えば、雄ネジを外周面に設けない釘状の締結部材を用いても良い。また、本実施例においては、部材締結構造２３を画像形成装置の転写装置１４に使用する場合について説明したが、他の異なる実施例においては、画像形成装置内の他の部材に、本発明の部材締結構造２３を使用することもできる。また、本発明の部材締結構造２３は、画像形成装置以外のあらゆる技術分野において使用することができる。

１プリンタ（画像形成装置）
２３部材締結構造
２４加圧ローラ保持部材（第１部材）
２５加熱ローラ保持部材（第２部材）
３７端面
３８係合穴
４０ボス部
４１周面
４４当接面
４５貫通穴
４６リブ
５２テーパ面
５４ビス（締結部材）

Claims

端面に係合穴が形成された樹脂材製のボス部を備えた第１部材と、
該第１部材の前記端面に当接可能な当接面を備え、該当接面に貫通穴が穿設された第２部材と、
該第２部材の前記貫通穴を介して前記第１部材の前記係合穴に係合することにより、前記第１部材と前記第２部材とを締結させる締結部材と、
を備えた部材締結構造であって、
前記第２部材の前記当接面には、前記貫通穴の外周部分に、前記第１部材の前記ボス部の前記端面を当接させるための当接間隔を介して、前記ボス部の周面の少なくとも先端部を把持するリブが突設されていることを特徴とする部材締結構造。
前記リブの内面に、先端部を基端部よりも拡径させたテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の部材締結構造。
前記リブは、前記ボス部の周面の少なくとも先端部を、１８０度以上にわたって囲繞することを特徴とする請求項１又は２に記載の部材締結構造。
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の部材締結構造を備えていることを特徴とする画像形成装置。